[发明专利]一种保偏光纤拍长的测量方法

摘要

本发明公开了一种基于保偏光纤拍长测量装置的测量方法，其特征在于，包括宽谱光源、光纤起偏器、频谱仪和计算机，宽谱光源经过光纤起偏器进入待测高双折射保偏光纤，待测高双折射保偏光纤信号输出端连接有检偏器，待测高双折射保偏光纤和检偏器共同组成了一个马赫曾德干涉仪，马赫曾德干涉仪信号输出端有电光调制器,电光调制器上的光载微波信号经过色散光纤后入射到高速光电探测器上，高速光电探测器将光信号装换成微波信号并通过低噪放放大，低噪放输出端连接微波功分器；本发明具有处理量大、方便实用等特点。

主权项

一种基于保偏光纤拍长测量装置的测量方法，其特征在于，通过待测高双折射保偏光纤103的模式双折射使得在待测高双折射保偏光纤103中传播的两路光的光程差不一样，而光电振荡器输出的微波信号的中心频率又跟该光程差有关，根据微波信号的中心频率就可以得到待测高双折射保偏光纤103的拍长，宽谱光源经过拍长为Lp的待测高双折射保偏光纤103后，选取合适长度的待测高双折射保偏光纤103使得在待测高双折射保偏光纤103两偏振本振轴上传输的两路光在待测高双折射保偏光纤103末端满足干涉条件而发生干涉，则干涉条纹的输出在频域上可表示为：其中A为干涉仪输出干涉条纹的可见度，Δω为不同干涉仪光程差时输出干涉条纹的频率间隔，为干涉仪的相位漂移，ω0为激光器的中心圆频率。Δω可表示为：Δω＝2πcLp/λ0l   (2)其中c为光速，λ0为宽谱光源101中心波长，l为待测高双折射保偏光纤103的长度。则该干涉仪的自由光谱范围可表示为：FSR=λ0Lpl---(3)]]>干涉的输出光是与波长相关，其电场可表征为：E(t)＝∫E(ω)ejωtdω   (4)则宽谱光源101的光功率谱密度可表示为：T(ω)＝|E(ω)|2   (5)干涉仪输出的干涉条纹经过电光调制器105后，光谱的每个频率分量E(ω)都被调制，并且由光电振荡器环路产生一频率为ξ的微波信号，电光调制器105输出的光场可表示为：E(ω)＝ejωt(1+ejξt+e‑jξt)   (6)光电振荡器中使用色散光纤106作为延迟线，该时延线的电场传递函数可表示为：H(ω)＝|H(ω)|e‑jφ(ω)   (7)φ(ω)为色散光纤106延迟引入的相位，根据泰勒级数展开，该相位可表示为：φ(ω)=φ(ω0)+τ(ω0)(ω-ω0)+12βL(ω-ω0)2---(8)]]>式中，τ(ω0)为中心频率为ω0时的群时延，β为色散光纤106的色散，其单位为ps2/km，β可表示为：β=Dλ022πc---(9)]]>式中D(ps/km/nm)为色散光纤106的色散系数，λ0为宽谱光源101波长。根据式(5)——(9)可得光电振荡器响应函数为：HRF(ξ)=∫T(ω)[H*(ω)H(ω+ξ)+H(ω)H*(ω-ξ)]dω=ce-jτ(ω0)ξ[H1(ξ)+H2(ξ)]---(10)]]>其中由此可知，光电振荡器输出的微波信号的中心频率可表示为：f0=1βLΔω=lDLλ0Lp---(11)]]>由此可得待测高双折射保偏光纤103的拍长为：Lp=lDLλ0f0---(12)]]>由上式可知，根据光电振荡器输出微波信号的中心频率，宽谱光源101的中心波长，色散光纤106的色散系数和长度以及待测高双折射保偏光纤103的长度就能够得到待测高双折射保偏光纤103的拍长。