CN102081235A - 多模光纤中传输光信号均匀化、消偏振以及消相干的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多模光纤中传输光信号均匀化、消偏振以及消相干的方法，其主要采用将多模光纤置于超声波振荡器的液体中，利用液体超声波产生的震动使多模光纤反射光在光纤内部的反射形式发生剧烈的改变，最终实现输出的激光模场在各种模式间发生高频跳动的功能，从而在光纤输出端获得传输光信号均匀化、消偏振以及消相干的输出效果。本发明利用激光在多模光纤光纤内部多次反射传输时候将可能导致输出模场相较输入膜场发生改变的特点，通过超声波浸渍液的保护作用，尽可能降低了多模光纤线的损伤，有利于设备的长期稳定的无故障运行。
Description
技术领域
本发明涉及光纤通讯领域，特别是涉及一种多模光纤中传输光信号均匀化、消偏振以及消相干的方法。
背景技术
光纤在光通信以及光探测等领域有着诸多应用，尤其是多模光纤，在短距离通信等方面有着重要的应用。随着应用的深入，多模光纤的传输损耗的精确测量以及多模光纤的其它应用方式逐步受到更多的关注。对于多模光纤的传输损耗的测量而言，由于这个损耗包括模式损耗、偏振相关损耗以及相干损耗，因此需要使用经过均匀化、消偏振以及消相干的激光来进行测试，否则测量过程中将出现剧烈波动，无法得到准确的测量值。
传统的方法需要使用复杂的光路系统预先处理耦合到多模光纤内的激光，使其呈现均匀化、消偏振以及消相干的特性后产生均匀光强分布再进行测试。这样的预处理系统往往相对较为复杂，且费用高昂。例如，有些专利通过PZT高频甩动多模光纤实现均匀化，或者是通过PZT高频改变耦合进多模光纤的光斑位置来实现均匀化。这些方案大都是使用震动部件直接接触被控器件，容易导致器件发生机械性劳损，存在一定的实现难度。而直接使用固定式匀束器又存在均匀度不佳、无退偏振等缺点，这无疑给多模光纤的损耗测量以及多模光纤的拓展应用带来了困扰。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种多模光纤中传输光信号均匀化、消偏振以及消相干的方法。
为达到上述目的，本发明提出的技术方案为：多模光纤中传输光信号均匀化、消偏振以及消相干的方法，其特征在于，所述的多模光纤置于超声波振荡器的浸渍液体中进行超声波振荡。
进一步，所述的浸渍液体为不腐蚀损坏光纤线的液体，比如水。
进一步，为了便于绕线，所述的光纤可以缠绕在光纤限定圈上，而缠绕有多模光纤的光纤限定圈既可是竖直放置在超声波振荡器中，也可以是呈任意放置形态置于超声波振荡器中。
进一步，所述的浸渍液体的密度可以跟多模光纤的密度接近，有利于光纤线更好地悬浮在浸渍液体中，减低均匀化过程出现明显损耗的概率。
进一步，所述的振荡频率、振荡强度以及振荡方向没有固定的限制，既可以是稳定的振荡，也可以是随机变化的振荡，作为一种优选方式，振荡频率、振荡强度以及振荡方向随机不断改变，将取得较好的效果。
进一步，采用光纤连接器直接耦合激光进入多模光纤，也可以使用空间耦合的方法来实现耦合入射；耦合进多模光纤的激光可以具有任何的模式形态，既可以是基模、多横模，也可以的多种模式的叠加。
进一步，所述的缠绕有多模光纤的光纤限定圈即可以是竖直放置在超声波振荡器中，也可以是呈任意放置形态置于超声波振荡器中。
本发明利用激光在多模光纤内部多次反射传输时候将可能导致输出模场相较输入模场发生改变的特点，将多模光纤置于超声波振荡器的液体中，利用液体超声波产生的震动使多模光纤反射光在光纤内部的反射形式发生剧烈的改变，最终实现输出的激光模场在各种模式间发生高频跳动的功能，从而在光纤输出端获得均匀光强的输出效果。同时，应用该方法同样可以使得输出激光的退偏以及相位发生剧烈的随机扰动，能有效地实现偏振激光的退偏以及相位扰动退相干的功能。通过超声波浸渍液的保护作用，尽可能降低了多模光纤线的损伤，有利于设备的长期稳定的无故障运行。
附图说明
图1为本发明方法一种实施例的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，实施例中将一段多模光纤3缠绕在光纤限定圈2上，随后竖直放置在浸渍有浸渍液体4的超声波振荡器1中。浸渍的液体1可以实现对多模光纤3的无损支撑，这样高频振荡的超声波振荡器1的振荡信号可以有效地施加到多模光纤3上，这将使得从输入端口进入的激光在输出端口实现均匀化、退偏振以及退相干输出。
浸渍液体的密度可以跟多模光纤的密度接近，也可以有较大的差异。浸渍液体可以为不腐蚀损坏光纤线的液体即可，例如：水。
进一步，光纤也可以是随意地放置在超声波振荡器中，而缠绕有多模光纤的光纤限定圈既可是竖直放置在超声波振荡器中，也可以是呈任意放置形态置于超声波振荡器中。采用上述方法，也可以达到本发明所述的技术效果。
此外，上述实施例中可以在多模光纤的输出端接入更长的多模光纤进行传输损耗等参数的测量工作，这种接入既可以是光纤线直接耦合，也可以是空间耦合等方式。
本发明主要原理是：通过实际的工作研究，我们发现弯曲、抖动等机械方式扰动多模光纤将导致输出的光信号的模场发生改变，且输出激光的偏振态以及相位也会同时发生改变。本发明正是基于上述原理，通过将多模光纤置于超声波振荡器的浸渍液体中，利用液体的超声波高频震动来扰动多模光纤，使得多模光纤的反射光在光纤内部的反射形式、路径等发生改变，最终实现输出的激光模场在各种模式间发生剧烈跳变的功能，从而在光纤输出端获得均匀光强的输出效果。
同时，应用该方法同样可以使得输出激光的偏振性以及相位发生剧烈的随机扰动，最终有效地实现偏振激光的退偏以及相位扰动退相干的功能。由于浸渍液体的保护性支撑等保护性措施，该方法对多模光纤线的损伤较小，有利于长期稳定的无故障运行。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本专利，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.多模光纤中传输光信号均匀化、消偏振以及消相干的方法，其特征在于，所述的多模光纤置于超声波振荡器的浸渍液体中进行超声波振荡。
2.根据权利要求1所述的多光纤中传输光信号均匀化、消偏振以及消相干的方法，其特征在于所述的浸渍液体不腐蚀损坏光纤线的液体。
3.根据权利要求2所述的多光纤中传输光信号均匀化、消偏振以及消相干的方法，其特征在于所述的浸渍液体为水。
4.根据权利要求1所述的多模光纤中传输光信号均匀化、消偏振以及消相干的方法，其特征在于所述的浸渍液体密度与多模光纤密度相近。
5.根据权利要求1所述的多模光纤中传输光信号均匀化、消偏振以及消相干的方法，其特征在于所述的多模光纤缠绕于光纤限定圈上。
6.根据权利要求1所述的多模光纤中传输光信号均匀化、消偏振以及消相干的方法，其特征在于所述的超声波振荡为振荡频率、振荡强度以及振荡方向随机不断改变。
7.根据权利要求1所述的多模光纤中传输光信号均匀化、消偏振以及消相干的方法，其特征在于采用光纤连接器直接耦合激光进入多模光纤。
8.根据权利要求1所述的多模光纤中传输光信号均匀化、消偏振以及消相干的方法，其特征在于采用空间耦合的方法实现耦合入射。
9.根据权利要求7或8所述的多模光纤中传输光信号均匀化、消偏振以及消相干的方法，其特征在于所述的直接耦合或空间耦合为基模、多横模或多种模式的叠加。
10.一种多模光纤传输损耗测量的方法，其特征在于，采用上述权利要求1-8任一权利要求所述的方法所述的输出光通过光纤维的直接耦合或空间耦合方式接入更长的多模光纤进行参数测量工作。
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