[发明专利]一种单偏振宽谱光纤光源及光纤陀螺

说明书

本发明提供一种单偏振宽谱光纤光源，包括光源产生装置、1×2偏振分束器、保偏光纤耦合器，所述光源产生装置的输出端与偏振分束器的输入端连接，所述偏振分束器的一个输出端、另一个输出端分别连接有第一保偏光纤、第二保偏光纤；所述保偏光纤耦合器的一个输入端、另一个输入端分别连接有第三保偏光纤、第四保偏光纤，所述保偏光纤耦合器的输出端为所述单偏振宽谱光纤光源的输出端；所述第一保偏光纤与第三保偏光纤以0度熔接，所述第二保偏光纤与第四保偏光纤以90度熔接。本发明还提供一种包括上述单偏振宽谱光纤光源的光纤陀螺。本发明将两个偏振方向的光调整到同一偏振方向上并混合，统计平均了其内部的波长成分，提高了光波长稳定性。

技术领域

本发明涉及一种光源，尤其涉及一种单偏振宽谱光纤光源，主要用于对光源平均波长稳定性能要求高的高精度低噪声光纤陀螺仪。

背景技术

伴随着光纤陀螺的高精度发展进步，宽谱自发辐射光纤光源已成为其高精度与性能稳定的关键核心器件。现有宽谱光纤光源多采用45度法拉第旋转反射镜、滤波器等手段，获得了准高斯光谱形状的宽谱光源输出。对于宽谱光纤光源(例如中心波长在1560nm附近)，因其波长位置特性等要素成为低噪声高精度光纤陀螺的主要备选光源。但是，这类光源仍然存在温度诱导的波长不稳定问题，在-40℃到+60℃范围内，波长漂移有上百个ppm。现有技术中，一般利用滤波器对光谱进行去噪，但是去噪效果不理想，实际应用中迫切需要一种在温度变化范围内波长更加稳定的光源器件。

发明内容

为解决光纤陀螺的光源在温度变化范围内波长漂移较大的问题，本发明提供了一种单偏振宽谱光纤光源，包括光源产生装置、1×2偏振分束器、保偏光纤耦合器、第一保偏光纤、第二保偏光纤、第三保偏光纤、第四保偏光纤，所述光源产生装置的输出端与偏振分束器的输入端连接；

所述偏振分束器的一个输出端、另一个输出端分别与第一保偏光纤一端、第二保偏光纤一端连接；

所述保偏光纤耦合器的一个输入端、另一个输入端分别与第三保偏光纤一端、第四保偏光纤一端连接，所述保偏光纤耦合器的输出端为所述单偏振宽谱光纤光源的输出端；

所述第一保偏光纤另一端与第三保偏光纤另一端连接，所述第二保偏光纤另一端与第四保偏光纤另一端连接；

所述第一保偏光纤的光轴与第三保偏光纤的光轴进行0度对接，所述第二保偏光纤的光轴与第四保偏光纤的光轴进行90度对接。

本发明中，偏振分束器输出的两束光的偏振方向相互正交，由于第一保偏光纤的光轴与第三保偏光纤的光轴进行0度对接、第二保偏光纤的光轴与第四保偏光纤的光轴进行90度对接，使得两路偏振方向正交的光又合并到了同一个偏振方向上，实现了两路光的混杂，统计平均了其内部的波长成分，由此使得单偏振宽谱光纤光源的输出端的光源的波长更为稳定。

进一步地，定义从所述第一保偏光纤一端延伸至所述第三保偏光纤一端的光路为第一光路，定义光信号在第一光路上的光程为第一光程da，定义从所述第二保偏光纤一端延伸至所述第四保偏光纤一端的光路为第二光路，定义光信号在第二光路上的光程为第二光程db，定义h为所述单偏振宽谱光纤光源的相干长度，所述第一光程、第二光程、相干长度之间的关系为|da-db|h。

由于经过偏振分束器的光信号分成的两路光在经过保偏光纤耦合器耦合时，可能残存同偏振光的寄生干涉噪声。通过设置第一光程与第二光程的差值的绝对值远大于相干长度，以避免经过第一光程、第二光程的两路偏振光之间存在寄生干涉噪声。“”的符号表示“远大于”。

进一步地，|da-db|≥10cm。

通过设置第一光程与第二光程的差值的绝对值不小于10cm，可以使得该差值绝对值远远大于相干长度，更好地避免干涉噪声。

进一步地，定义光信号在第一保偏光纤、第二保偏光纤、第三保偏光纤、第四保偏光纤的光程分别为d11、d12、d21、d22，da＝d11+d21，db＝d12+d22；或