CN101710023B - 一种保偏光纤拍长的测试方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种保偏光纤拍长的测试方法及装置，该方法及装置属于光信息领域，该方法包括：获取保偏光纤环形滤波器的透射谱数据T(λ)；对至少一个周期的T(λ)数据进行数据拟合得到T(λ)的曲线表达形式；根据

计算出双折射系数β后，根据计算出保偏光纤拍长L_P。本发明提供的方法具有保偏光纤拍长计算精度高，能够实现各种不同类型保偏光纤拍长的快速动态测量的优点。

Description

一种保偏光纤拍长的测试方法及装置

技术领域

本发明涉及光信息领域，尤其涉及一种保偏光纤拍长的测试方法及装置。

背景技术

保偏光纤能实现光纤中光波偏振态稳定的传输，在光纤传感、相干光通信、光信息处理等领域应用日趋广泛，是应用极为广泛的特种光纤之一。由于保偏光纤中正交模(快轴和慢轴)的传播常数差别很大，两模式耦合几率小。如果光在光纤一个光轴平行的方向上被线性偏振，那么光将维持其偏振态在光纤中进行传输。如果在沿着光纤传输时，光在其它角度被线性偏振，偏振态将发生变化，从线偏振到椭圆偏振到线偏振，再到椭圆偏振并再次返回到线偏振，具有通常所说的差拍周期长度(拍长)L_P。这种变化是模的正交分量间的相位差的结果，相位差由它们的传播常数之间的差别产生，及快、慢轴间存在的折射率差。拍长越短，快、慢轴间的折射率差越大，光纤对偏振的不规则性效应就越具有弹性，光纤对线性偏振光的偏振保持能力就越强。因此拍长是衡量保偏光纤性能的主要参数之一。现有技术提供一种保偏光纤拍长的测试方法，具体可以参见文章编号为1005-0086(2006)09-1074-04；该方法如图1所示的测量系统中完成保偏光纤拍长的测试，该测量系统包括：一个宽谱光源、一个保偏光纤环形滤波器、一个光谱仪和一个数据采集器，其中保偏光纤环形滤波器包括两个偏振控制器和一个待检测保偏光纤；该方法通过数据采集器获取保偏光钎环形滤波器的透射数据，根据该获取的透射数据查找出两个峰值，根据该两个峰值估算出周期，根据 $L_P=\frac{L}{(\mathrm{\λ}/\mathrm{\Δ\λ})+1}$ 计算出保偏光纤的拍长；其中L_P为保偏光纤的拍长，L为被测光钎长度，λ为工作波长，Δλ为周期。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术存在如下问题：

现有技术是用两个特殊值(峰值)来估算出透射数据的周期的，并根据该周期计算出拍长的，由于周期的计算精度差，导致拍长的计算精度差，拍长精度一般只能到0.1mm。

发明内容

本发明的具体实施方式提供一种保偏光纤拍长的测试方法，所述方法包括：

A、获取保偏光纤环形滤波器的透射谱数据T(λ)；

B、对至少一个周期的T(λ)数据进行数据拟合得到T(λ)的曲线表达形式；

所述数据拟合包括：采用LabVIEW的数学/拟合函数面板中的曲线拟合对T(λ)数据进行数据拟合；

C、根据

计算出双折射系数β后，根据 $L_p=\frac{\mathrm{\λ}}{\mathrm{\β}}$ 计算出保偏光纤拍长L_P；

其中，L为保偏光纤的长度，λ为工作波长，

为温度相位项。

本发明还提供一种保偏光纤拍长的测试装置，所述装置包括：

获取单元，用于获取保偏光纤环形滤波器的透射谱数据T(λ)；

拟合单元，用于对至少一个周期的T(λ)数据进行数据拟合得到T(λ)的曲线表达形式；

所述数据拟合包括：采用LabVIEW的数学/拟合函数面板中的曲线拟合对T(λ)数据进行数据拟合；

计算单元，用于根据

计算出双折射系数β后，根据 $L_p=\frac{\mathrm{\λ}}{\mathrm{\β}}$ 计算出保偏光纤拍长L_P；

其中，L为保偏光纤的长度，λ为工作波长，

为温度相位项

由上述本发明的具体实施例提供的技术方案具有精度高，并能够实现各种不同类型保偏光纤拍长的快速动态测量的优点。

附图说明

图1为现有技术提供的测量系统结构图。

图2为本发明提供的一种保偏光纤拍长的测试方法的流程图；

图3为本发明实施例1提供的一种保偏光纤拍长的测试方法的流程图；

图4为本发明提供的一种保偏光纤拍长的测试装置的结构图。

具体实施方式

本发明具体实施方式提供一种保偏光纤拍长的测试方法，该方法在如图1所示的测量系统下完成，该测量系统包括：一个宽谱光源、一个保偏光纤环形滤波器、一个光谱仪和一个数据采集器；该方法如图2所示包括如下步骤：

S21、获取保偏光纤环形滤波器的透射谱数据T(λ)；

完成S21的方法可以为：获取宽谱光源的光谱数据A(λ)和经过保偏光纤环形滤波器后的光谱数据P(λ)；根据 $T\left(\mathrm{\λ}\right)=\frac{P\left(\mathrm{\λ}\right)}{\mathrm{ILA}\left(\mathrm{\λ}\right)}$ 公式(1)获取T(λ)，其中IL是光路中的总体插入损耗；

S22、对至少一个周期的T(λ)数据进行数据拟合得到T(λ)的曲线表达形式；

上述数据拟合的具体方法可以采用LabVIEW的数学/拟合函数面板中的曲线拟合对T(λ)数据进行数据拟合。

S23、根据

公式(2)计算出双折射系数β后，根据 $L_p=\frac{\mathrm{\λ}}{\mathrm{\β}}$ 公式(3)计算出保偏光纤拍长L_P；

上述公式(2)中L为保偏光纤的长度，λ为工作波长，

温度相位项。

本发明提供的方法获取透射谱数据T(λ)后，采用LabVIEW的数学/拟合函数面板中的曲线拟合得到T(λ)的曲线表达式，然后根据上述公式(2)、(3)计算出保偏光纤拍长，由于该方法对至少一个周期的T(λ)进行数据拟合，其采样的数据量大，拟合的精度高，从而使得根据T(λ)计算出的保偏光纤拍长的精度高，通过实践证明，该精度可以达到0.01mm，实践证明，采用LabVIEW进行数据拟合后，计算得到拍长的时间不到1秒，能够实现各种不同类型保偏光纤拍长的快速动态测量。

实施例1：本实施例提供一种保偏光纤拍长的测试方法，本实施例实现的技术场景为，本实施例中的保偏光纤为熊猫型保偏光纤，工作波长λ为1550nm，该保偏光纤的长度L为3.211m，该方法包括：

S31、将至少一个周期的T(λ)数据采用LabVIEW数学/拟合函数面板中的曲线拟合得到T(λ)的曲线表达式；

S32、根据T(λ)的曲线表达式以及公式(2)、(3)计算出保偏光纤拍长为2.63mm。

可选的，上述方法还可以包括：S33、重复上述步骤S31和S32计算出多个保偏光纤拍长值，对该多个保偏光纤拍长值求平均得到保偏光纤拍长平均值。

本实施例提供的方法对至少一个周期的T(λ)进行数据拟合，其采样的数据量大，拟合的精度高，从而使得根据T(λ)计算出的保偏光纤拍长的精度高，并且其对保偏光纤拍长进行多次计算后取平均，进一步提高了保偏光纤拍长的精度，并且该计算方法计算时间不到1秒，能够实现各种不同类型保偏光纤拍长的快速动态测量。

本贩发明还提供一种保偏光纤拍长的测试装置，该装置如图4所示包括：

获取单元41，用于获取保偏光纤环形滤波器的透射谱数据T(λ)；

拟合单元42，用于对至少一个周期的T(λ)数据进行数据拟合得到T(λ)的曲线表达形式；

所述数据拟合包括：采用LabVIEW的数学/拟合函数面板中的曲线拟合对T(λ)数据进行数据拟合；

计算单元43，用于根据计算出双折射系数β后，根据 $L_p=\frac{\mathrm{\λ}}{\mathrm{\β}}$ 计算出保偏光纤拍长L_P；

其中，L为保偏光纤的长度，λ为工作波长，

为温度相位项。

可选的，上述获取单元41具体包括：

数据模块411，用于获取宽谱光源的光谱数据A(λ)和经过保偏光纤环形滤波器后的光谱数据P(λ)；

计算模块412，用于根据 $T\left(\mathrm{\λ}\right)=\frac{P\left(\mathrm{\λ}\right)}{\mathrm{ILA}\left(\mathrm{\λ}\right)}$ 和所述数据模块中的A(λ)和P(λ)计算得到T(λ)，其中IL是光路中的总体插入损耗。

可选的，上述装置还包括：

平均单元44，用于触发获取单元41、拟合单元42和计算单元43进行重复工作得到多个L_P，对所述多个L_P求平均得到L_P的平均值。

本实施例提供的装置对至少一个周期的T(λ)进行数据拟合，其采样的数据量大，拟合的精度高，从而使得根据T(λ)计算出的保偏光纤拍长的精度高，并且其对保偏光纤拍长进行多次计算后取平均，进一步提高了保偏光纤拍长的精度，并且该计算方法计算时间不到1秒，能够实现各种不同类型保偏光纤拍长的快速动态测量。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

本发明具体实施方式所述的技术方案具有保偏光纤拍长计算精度高的优点。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种保偏光纤拍长的测试方法，其特征在于，所述方法包括：

A、获取保偏光纤环形滤波器的透射谱数据T(λ)；

B、对至少一个周期的T(λ)数据进行数据拟合得到T(λ)的曲线表达形式；

所述数据拟合包括：采用LabVIEW的数学/拟合函数面板中的曲线拟合对T(λ)数据进行数据拟合；

C、根据

计算出双折射系数β后，根据 $L_p=\frac{\mathrm{\λ}}{\mathrm{\β}}$ 计算出保偏光纤拍长L_P；

其中，L为保偏光纤的长度，λ为工作波长，

为温度相位项。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A包括：

获取宽谱光源的光谱数据A(λ)和经过保偏光纤环形滤波器后的光谱数据P(λ)；根据 $T\left(\mathrm{\λ}\right)=\frac{P\left(\mathrm{\λ}\right)}{\mathrm{ILA}\left(\mathrm{\λ}\right)}$ 计算得到T(λ)，其中IL是光路中的总体插入损耗。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

D、重复步骤A、B、C得到多个L_P，对所述多个L_P求平均得到L_P的平均值。

4.一种保偏光纤拍长的测试装置，其特征在于，所述装置包括：

获取单元，用于获取保偏光纤环形滤波器的透射谱数据T(λ)；

拟合单元，用于对至少一个周期的T(λ)数据进行数据拟合得到T(λ)的曲线表达形式；

所述数据拟合包括：采用LabVIEW的数学/拟合函数面板中的曲线拟合对T(λ)数据进行数据拟合；

计算单元，用于根据

计算出双折射系数β后，根据 $L_p=\frac{\mathrm{\λ}}{\mathrm{\β}}$ 计算出保偏光纤拍长L_P；

其中，L为保偏光纤的长度，λ为工作波长，为温度相位项。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述获取单元具体包括：

数据模块，用于获取宽谱光源的光谱数据A(λ)和经过保偏光纤环形滤波器后的光谱数据P(λ)；

计算模块，用于根据 $T\left(\mathrm{\λ}\right)=\frac{P\left(\mathrm{\λ}\right)}{\mathrm{ILA}\left(\mathrm{\λ}\right)}$ 和所述数据模块中的A(λ)和P(λ)计算得到T(λ)，其中IL是光路中的总体插入损耗。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

平均单元，用于触发所述获取单元、所述拟合单元和所述计算单元进行重复工作得到多个L_P，对所述多个L_P求平均得到L_P的平均值。

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