[发明专利]带有光程扫描位置和速度校正的光学相干域偏振测量装置

摘要

本发明提供的是一种带有光程扫描位置和速度校正的光学相干域偏振测量装置。包括宽谱光源、待测偏振器件、光程相关器、光程扫描校正装置、干涉信号检测与处理装置，其特征是增加的光程扫描校正装置由激光光源、光纤3×3耦合器、光程扫描装置中的移动反射镜、法拉第旋镜、光电探测器构成；光纤3×3耦合器对干涉信号进行移相完成Michelson型光纤干涉仪的无源信号调制；法拉第旋镜用来消除干涉仪的偏振衰落；基于双探测器的校正算法实现对光程扫描位置和速度的高精度和快速测量。该装置提高了光程扫描的精度及均匀性，具有体积小、测量精度高、易与现有应用结构结合等优点，广泛用于基于白光干涉测量远离的干涉光程扫描与测试中。

主权项

一种带有光程扫描位置和速度校正的光学相干域偏振测量装置，包括光源模块（100）、待测光纤器件（112）、光程相关器（120）、光程扫描均匀性校正装置（130）、信号处理系统（140），其特征是： （1）光源模块（100）由宽谱光源（101）、2/98耦合器（102）、第5光电探测器（103）、1550隔离器（104）和0°起偏器（105）组成，宽谱光源（101）与2/98耦合器（102）的第1输入端（C11）连接，第5光电探测器（103）与2/98耦合器（102）的第1输出端（C13）端连接，2/98耦合器（102）的第2输出端（C14）与1550隔离器（104）连接，再依次连接0°起偏器（105）、第1连接器（111）、待测光纤器件（112）及第2连接器（113），最后连接Mach‑Zehnder结构的光程相关器（120），光程扫描均匀性校正装置（130）与光程相关器（120）共用一个光学延迟线（125），光程扫描均匀性校正装置（130）与光程相关器（120）的光电信号及光学延迟线（125）的控制信号均通过信号线传输至信号处理系统（140）； （2）光程相关器（120）由45°起偏器（106）、输入2×2耦合器（121）、单模光纤（126）、光纤环形器（122）、自聚焦透镜（123）、λ/2波片（124）、光学延迟线（125）的第1镜面（M1），及输出2×2耦合器（127）组成；45°起偏器（106）与输入2×2耦合器（121）的第1输入端（C21）连接，输入2×2耦合器（121）的第1输出端（C23）连接单模光纤（126）与输出2×2耦合器（127）的第1输入端（C31），组成固定长度光程参考臂（C23+126+C31）；输入2×2耦合器（121）的第2输出端（C24）连接三端口光纤环形器（122）的输入端（Cc1），环形器（122）的第1输出端（Cc2）连接自聚焦透镜（123）、λ/2波片（124）、光学延迟线（125）；环形器（122）的第2输出端（Cc3）连接输出2×2耦合器（127）的第2输入端（C33），组成长度可变光程扫描臂（C24+Cc1+2Cc2+2gr1+2l+Cc3+C32）；输出2×2耦合器（127）的第1输出端（C33）与第1探测器（128）连接，第2输出端（C34）与第2探测器（129）连接； （3）光程扫描均匀性校正装置（130）由DFB光纤激光器（131）、隔离器（132）、3×3耦合器（133）、法拉第旋转器（134）、单模光纤（136）、自聚焦透镜（135）、光学延迟线（125）的第2镜面（M2）以及法拉第旋镜（137）组成，构成一个光纤Michelson干涉仪；DFB光纤激光器（131）通过隔离器（132）与3×3耦合器（133）的第1输入端（C41）连接，3×3耦合器（133）的第2输出端（C42）与第3光电探测器（138）连接，第3输出端（C43）与第4光电探测器（139）连接；3×3耦合器（133）的第4输出端（C44）与法拉第旋转器（134）及自聚焦透镜（135）连接，与光学延迟线（125）的第2反射镜面（M2）组成Michelson干涉仪可变光程测量臂；3×3耦合器（133）的第5输出端（C45）与扫描臂单模光纤（136）及法拉第旋镜（137）连接，组成Michelson干涉仪固定光程参考臂。