CN102706461B - 新型Mach-Zehnder偏振分束干涉仪 - Google Patents

Abstract

本发明采用了偏振分束棱镜实现了两个正交偏振光的分离，解决了麦克尔逊干涉仪两臂合束后发生多次耦合和多点互耦合的难题，其中新型Mach-Zehnder偏振分束干涉仪由偏振分束棱镜、两组反射镜组、半波片、合束棱镜、挡光板和光电探测器组成。本发明采用了偏振分束棱镜实现了两个正交偏振光的分离，避免了多次耦合和多点互耦合的产生，同等输入光信号的条件下，Mach-Zehnder偏振分束干涉仪比麦克尔逊干涉仪有更好的信噪比。

Description

新型Mach-Zehnder偏振分束干涉仪

技术领域

本发明涉及一种测量系统，尤其是一种偏振分束干涉仪。 

背景技术

光纤环是光纤陀螺的关键部件，有关环的研究一直是研究热点，主要是因为光纤环的结构互易性差，对光纤陀螺的精度造成较大的影响。为此，一种光学相干域的偏振测试技术被引入保偏光纤的偏振耦合测量领域中，它可实现光纤环中偏振耦合强度的分布测量，定性分析光纤环径向方向的受力分布情况。 

国内已有科研机构提出了针对保偏光纤偏振耦合强度分布参数的测量方法和测试系统，国外也有公司推出了成品商用仪器，实现技术都是基于麦克尔逊干涉仪的分光干涉技术。申请专利号为“200410094123”的发明专利“高双折射保偏光纤弱模耦合测量仪及控制方法”，其设计的一种高精度高双折射保偏光纤弱模耦合测量仪，包括被测光纤、偏振态调整机构和麦克尔逊干涉仪，偏振态调整机构带动半波片旋转实现偏振光方向的调整；将偏振信号和耦合信号的方向调整到与检偏棱镜的透光轴夹角45度的位置。被测光纤输出光信号经偏振调整机构后，将偏振信号和耦合信号投影等比例的投影到检偏棱镜的透光轴上，然后进入干涉仪后分幅干涉。 

现有的技术都是基于麦克尔逊干涉仪结构设计的保偏光纤偏振耦合强度分布参数测量系统，其主要技术缺点是： 

(1)存在不可避免的多次耦合和多点互耦合，严重影响偏振耦合强度的测量准确度； 

(2)光路衰减比较大，对于小信号，对光电探测器和放大器的测量要求高，总体系统的信噪比差； 

(3)麦克尔逊干涉仪的制作要求比较高，尤其是光路分光比对测量结果影响较大，等幅分束要求高。 

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种新型Mach-Zehnder偏振分束干涉仪，其采用了偏振分束棱镜实现了两个正交偏振光的分离，解决了麦克尔逊干涉仪两臂合束后发生多次耦合和多点互耦合的难题。 

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种新型Mach-Zehnder偏振分束干涉仪，所述干涉仪由偏振分束棱镜、两组反射镜组、半波片、合束棱镜、挡光板和光电探测器组成，且均由各自对应的四维微调支架置于光学平台上；所述两组反射镜组为直角反射镜和全反射镜组成一组；直角反射镜和全反射镜组成一组。 

新型Mach-Zehnder偏振分束干涉仪的应用，具体为：椭圆偏振光垂直入射到偏振分束棱镜上，偏振分束棱镜能够将入射椭圆偏振光分成S光和P光两路线偏振光，且从偏振分束棱镜的两个垂直面上输出；半波片起偏方向与S光成45度夹角；精密位移台可以带动全反射镜进行精密位移扫描；挡光板能够根据测试需要切断干涉仪的P光通道，S光经过一个半波片后，偏振方向发生90°偏转，变成P’光，再经过直角反射镜、全反射镜后和另一个干涉臂中经过直角镜和全反射镜后的P光一同进入合束棱镜，最后被光电探测器所接收。 

本发明的有益效果是： 

(1)本发明采用了偏振分束棱镜实现了两个正交偏振光的分离，避免了多次耦合和多点互耦合的产生； 

(2)本发明采用了宽带半波片实现了偏振光的角度偏振90度，保证了偏振分束干涉仪两路信号合束后偏振方向保持相同，满足了两者的干涉条件，光路中没有起偏装置，避免了光信号的能量损耗，同等输入光信号的条件下，Mach-Zehnder偏振分束干涉仪比麦克尔逊干涉仪有更好的信噪比。 

附图说明

图1是本发明原理图。 

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。 

本发明实施例包括： 

一种新型Mach-Zehnder偏振分束干涉仪，干涉仪主要由偏振分束棱镜1、两组反射镜组(第一直角反射镜4和第一全反射镜5组成一组；第二直角反射镜7和第二全反射镜8组成一组)、半波片2、合束棱镜9、挡光板6和光电探测器10等器件组成，且均由各自对应的四维微调支架置于光学平台上。椭圆偏振光垂直入射到偏振分束棱镜1上，偏振分束棱镜1能够将入射椭圆偏振光分成S光和P光两路线偏振光，且从偏振分束棱镜1的两个垂直面上输出；半波片2起偏方向与S光成45度夹角；精密位移台3可以带动第一直角反射镜4进行精密位移扫描；挡光板6能够根据测试需要切断干涉仪的P光通道。S光经过一个半波片2后，偏振方向发生90°偏转，变成P’光，再经过第一直角镜4、第一全反射镜5后和另一个干涉臂中经过第二直角镜7和第二全反射镜8后的P光一同进入合束棱镜9，最后被光电探测器10所接收。 

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。 

Claims (1)

1.一种Mach-Zehnder偏振分束干涉仪，其特征在于，所述干涉仪由偏振分束棱镜(1)、两组反射镜组、半波片(2)、合束棱镜(9)、挡光板(6)和光电探测器(10)组成，且均由各自对应的四维微调支架置于光学平台上；所述两组反射镜组为第一直角反射镜(4)和第一全反射镜(5)组成一组、第二直角反射镜(7)和第二全反射镜(8)组成一组；

所述偏振分束棱镜(1)接收垂直入射的椭圆偏振光，且将入射椭圆偏振光分成S光和P光两路线偏振光，且从偏振分束棱镜(1)的两个垂直面上输出；

所述半波片(2)起偏方向与S光成45度夹角；

利用精密位移台(3)带动第一直角反射镜(4)进行精密位移扫描；

所述挡光板(6)根据测试需要切断干涉仪的P光通道；

所述S光经过所述半波片(2)后，偏振方向发生90°偏转，变成P’光，再经过第一直角反射镜(4)、第一全反射镜(5)后和另一个干涉臂中经过第二直角镜(7)和第二全反射镜(8)后的P光一同进入合束棱镜(9)，最后被光电探测器(10)所接收。