CN105043718A - 一种光学偏振器件分布式偏振串扰测量的噪声抑制装置与抑制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于光纤测量技术领域，具体涉及到一种光学偏振器件分布式偏振串扰测量的噪声抑制装置与抑制方法。一种光学偏振器件分布式偏振串扰测量的噪声抑制装置，包括宽谱光源、起偏器、第1光纤旋转连接器、第2光纤旋转连接器、待测光纤器件、光程相关器、偏振串扰检测与信号记录装置。本发明使用偏振分束器将传输光与耦合光彻底分离，避免干涉拍噪声的影响；在控制电路热噪声的基础上，使用衰减器对传输光进行衰减，让耦合光成为主探测光，使散粒噪声成为限制系统信噪比的主要噪声，使用本发明提供的方法调节至合适参数，可保持系统动态范围不变的前提下，信噪比提升20～40dB，有效提高测量灵敏度。

Description

一种光学偏振器件分布式偏振串扰测量的噪声抑制装置与抑制方法

技术领域

本发明属于光纤测量技术领域，具体涉及到一种光学偏振器件分布式偏振串扰测量的噪声抑制装置与抑制方法。

背景技术

偏振光学器件是构成高精度光学测量与传感系统的重要组成部分，目前光学器件性能测试与评价方法和装置落后的现状，严重阻碍了高精度光学测量与传感系统的发展。例如：高精度光纤陀螺的核心器件——铌酸锂集成波导调制器(俗称Y波导)的芯片消光比已经达到80dB以上；而常用的偏振性能检测仪器——消光比测试仪，通常的检测分辨率在50dB左右(按照能量定义，即为10⁵)，分辨率最高的为美国dBmOptics公司研制Model4810型偏振消光比，测量仪测量极限也仅有72dB。

光学相干域偏振测量技术(OCDP)是一种高精度分布式偏振耦合测量技术，它基于宽谱光干涉原理，通过扫描式光学干涉仪进行光程补偿，实现不同偏振模式间的干涉，可对偏振串扰的空间位置、偏振耦合信号强度进行高精度的测量与分析，进而获得光学偏振器件的消光比、拍长等重要参数。OCDP技术作为一种非常有前途的分布式光学偏振性能的检测方法，被广泛用于保偏光纤制造、保偏光纤精确对轴、器件消光比测试等领域。与其他如：偏振时域反射技术(POTDR)、光频域反射技术(OFDR)、光相干域反射技术(OCDR)等分布式检测方法与技术相比，OCDP技术具有结构简单、高空间分辨率(5～10cm)、大测量范围(测量长度几公里)、超高测量灵敏度(耦合能量-80～-100dB)、超大动态范围(10⁸～10¹⁰)等优点，非常有希望发展成为一种高精度、通用化测试技术和系统。由于它最为直接和真实地描述了信号光在光纤光路中的传输行为，所以特别适合于对光纤器件、组件，以及光纤陀螺等高精度、超高精度干涉型光纤传感光路进行测试和评估。

20世纪90年代初，法国HerveLefevre等人[Methodforthedetectionofpolarizationcouplingsinabirefringentopticalsystemandapplicationofthismethodtotheassemblingofthecomponentsofanopticalsystem,USPatent4863631]首次公开了基于白光干涉原理的OCDP系统，它采用超辐射发光二极管(SLD)作为光源和空间干涉光路作为光程相关测量结构。法国Photonetics公司根据此专利研制了WIN-P125和WIN-P400两种型号OCDP测试系统，主要用于较短(500m)和较长(1600m)保偏光纤的偏振特性分析。其主要性能为偏振串扰灵敏度为-70dB、动态范围为70dB，后经过改进，灵敏度和动态范围分别提升到-80dB和80dB。

2011年，天津大学张红霞等人公开了一种光学偏振器件偏振消光比的检测方法和检测装置(中国专利申请号：201110052231.3)，同样采用空间干涉光路作为OCDP的核心装置，通过检测耦合点的耦合强度，推导出偏振消光比。该装置适用于保偏光纤、保偏光纤耦合器、偏振器等多种光学偏振器件。与HerveLefevre等人的方案相比，技术性能和指标相近。

同年，美国通用光电公司(GeneralPhotonicsCorporation)的姚晓天等人公开了一种用于保偏光纤和光学双折射材料中分布式偏振串扰测量的全光纤测量系统(US20110277552，MeasuringDistributedPolarizationCrosstalkinPolarizationMaintainingFiberandOpticalBirefringentMaterial)，利用在光程相关器之前增加光程延迟器，抑制偏振串扰测量时杂散白光干涉信号的数量和幅度。该方法可以将全光纤测量系统的偏振串扰灵敏度提高到-95dB，但动态范围保持在75dB。

2012年，本发明申请人公开了一种提高光学器件偏振串扰测量性能的装置及方法(中国专利申请号CN201210379407.0)和一种光学器件偏振串扰测量的全光纤测试装置(CN201210379406.6)，采用全光纤光程相关器结构，增加偏振分束和在线旋转连接功能，抑制拍噪声，有效提高测量灵敏度，在相关器中增加法拉第旋光器，增加光源的稳定性，提高光源功率的利用率，以上两种装置均适用于多种偏振器件的性能测试。与美国通用光电公司相比，可以将测量系统的偏振串扰灵敏度提高到-95dB的同时，使动态范围保持在优于95dB。灵敏度已经接近测量极限，主要受限于光源的相对强度噪声。在不改变光路结构、优化元件参数的强度下，测量灵敏度将无法进一步得到提升。

2013年，本发明申请人提出了一种大扫描量程光学相干域偏振测量装置(中国专利申请号CN201310736313.4)，使用多个连续式光程扩展单元级联，并使单元中的扫描光学器件成对出现，实现光程扫描扩展，抑制扫描器强度浮动对测量的影响。主要解决的问题是如何提高偏振串扰测量的准确度和稳定性，测量灵敏度性能没有改善。

2014年，本发明申请人提出了一种可抑制干涉噪声的光学相干偏振测量装置(中国专利申请号CN201410120901.4)，采用全光纤型偏振态控制器消除光学器件残余光反射，使用法拉第旋光器的光程解调装置克服干涉中的偏振衰落效应，有效抑制干涉噪声；提出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(中国专利申请号CN201410120591.6)，通过对光程扫描的校正，提高了偏振测量装置的空间精度和探测灵敏度。但是，以上装置均未对测试系统的信噪比有明显提升，并且所使用大多为保偏光纤，会引起偏振串扰噪声的增加。

为进一步提高偏振串扰的测试性能，包括测量灵敏度、动态范围和器件测量长度等，特别是如何能调节偏振串扰测试系统的信噪比，提高其测试信噪比，提升测试系统的灵敏度，成为研究的热点。通过在干涉两臂中的固定长度光程参考臂中增加可调光衰减器，在保证散粒噪声与RIN噪声可比拟的前提下，在衰减因子的取值范围内合理取值，会使信噪比获得大幅度提升，提高测量的灵敏度。

本发明提供了一种光学偏振器件分布式串扰测量噪声抑制装置与方法，首先，采用偏振分束器将传输光和耦合光相分离，并使其二者分别传输在光程相关器的两个相干臂中；其次，通过对传输光能量的衰减，来降低相对强度噪声噪声；最后，通过合理选择衰减倍数，并控制热噪声的幅度，可以使散粒噪声成为测量的主要限制因素，这就大大地提高了测量光路的噪声抑制能力。本发明具有噪声抑制效果明显、测量光路结构简单、调节方法简便等优点，广泛用于保偏光纤、集成波导调制器(Y波导)等光学器件偏振性能的高精度测量与分析。

发明内容

本发明的目的在于提供一种增强测试信号的信噪比，提高了偏振串扰测量的灵敏度和动态范围，用于光学器件偏振性能的高精度测量与分析的光学偏振器件分布式串扰测量噪声抑制装置，本发明的目的还在于提供一种光学偏振器件分布式串扰测量噪声抑制方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种光学偏振器件分布式偏振串扰测量的噪声抑制装置，包括宽谱光源411、起偏器421、第1光纤旋转连接器422、第2光纤旋转连接器424、待测光纤器件423、光程相关器430、偏振串扰检测与信号记录装置450，包括：

1.宽谱光源411通过起偏器421、第1旋转连接器422与待测光纤器件423通过保偏光纤连接，第1旋转连接器422使起偏器421的输出尾纤与待测光纤器件423的输入尾纤偏振特征轴完成0°～0°或0°～90°对准，将起偏器421输出的线偏光在待测光纤器件423的快轴或慢轴上传输成为传输光，经过待测光纤器件423时，传输光向慢轴或快轴部分耦合产生耦合光，待测光纤器件423通过第2旋转连接器424与光程相关器430连接，第2旋转连接器424使待测光纤器件423的输出尾纤与光程相关器输入尾纤的偏振征轴实现0°～0°或0°～90°对准，使光程相关器430输入尾纤的快轴或慢轴中传输传输光、慢轴或快轴中传输耦合光；

2.光程相关器430，由偏振分束器431、光开关432、可调衰减器440、光程扫描器441、干涉信号探测器442组成，偏振分束器431使输入尾纤中快轴与慢轴中的光束分离，使传输光分别在光程相关器430的两相干臂中传输；

3.光开关432截断传输光，确定热噪声是否低于相对强度RIN噪声和散粒噪声，调节宽谱光源411输出光强，满足最小能量要求；调节光衰减器440的衰减倍数使RIN噪声低于散粒噪声，衰减后的传输光与耦合光在干涉信号探测器442发生干涉并接收，将信号传送至偏振串扰检测与信号记录装置450。

所述的光程相关器430，光程扫描器441处于最小光程时，光程相关器430的固定长度光程一臂的绝对光程略大于长度可变光程扫描一臂的光程；光程扫描器441光程的变化范围大于待测光学器件耦合光与传输光之间的最大光程差异。

所述的光程相关器430，由Mach-Zehnder结构的光学干涉仪530构成，由1×2偏振分束器531、光开关541、轮盘可调光衰减器532、偏振控制器533、2×2耦合器534、环形器535、可移动光学反射镜537、第1探测器538、第2探测器539组成，偏振分束器531的第1输出端ps5与光开关541、轮盘可调光衰减器532、偏振态控制器533、2×2耦合器534的第1输入端bs1共同组成固定长度光程参考臂；偏振分束器531的第2输出端ps6与环形器535、准直器536、可移动光学反射镜537、2×2耦合器534的第2输入端bs2共同组成长度可变光程扫描臂。

所述的光程相关器430由Michelson结构光学干涉仪630构成，由环形器660、1×2偏振分束器631、光开关639、垂向可调光衰减器632、法拉第旋转反射镜633、法拉第旋转器634、准直镜635、可移动光学反射镜636、探测器638组成，环形器的第1端口c1通过第2旋转连接器432与待测光纤器件423相连，环形器的第2端口c2与1×2偏振分束器631相连，将来自于待测光纤器件423的传输光和耦合光传输至1×2偏振分束器631，1×2偏振分束器631的第1输出端ps8与光开关639、垂向可调光衰减器632、法拉第旋转反射镜633共同组成固定长度光程参考臂；1×2偏振分束器631的第2输出端ps9与法拉第旋转器634、准直镜635、可移动光学反射镜636共同组成长度可变光程扫描臂，环形器的第3端口c3将干涉信号光传输至探测器638。

所述的可调光衰减器432，将输入端口的入射光束按照指定倍数的衰减，衰减倍数可在1～10000之间调节选择，衰减倍数调节方式以指定的连续或阶跃线性和指数规律进行变化。

所述的宽谱光源411、起偏器421、第1旋转连接器422、第2旋转连接器424、待测光纤器件423、1×2偏振分束器431、可调光衰减器440、波长工作范围能够覆盖宽谱光源411的发射光谱；起偏器421、第1旋转连接器422、第2旋转连接器424、待测光纤器件423、1×2偏振分束器431的输入尾纤ps1、光开关432均工作在单模、偏振保持状态，其余器件仅工作在单模状态；1×2偏振分束器431的输出尾纤ps2、ps3、可调光衰减器440、光程扫描器441、光开关432均工作在单模状态。

所述轮盘可调光衰减器532，由光纤输入端口f1、轮盘衰减片540、光纤输出端口f2组成，轮盘衰减片的旋转角度范围为0～360°，衰减因子随角度的增加而增加。

所述垂向可调光衰减器632，由光纤输入端口f3、轮盘衰减片540、光纤输出端口f4组成，通过调节光纤输入f3的不同垂向距离，可控制垂向可调光衰减器632的不同衰减因子，使衰减因子随垂向距离的增加而增加。

一种光学偏振器件分布式偏振串扰测量噪声抑制方法，包括：

1接通宽谱光源411和光开关432，将第1、2旋转连接器成0～0°或0～90°对准，将可调光衰减器440的衰减倍数调至最小，调节光程扫描器441光程至干涉信号最大的位置；

2在关闭宽谱光源411和光开关432断开的情形下，测试系统此时测得的噪声本底N₀，即为没有信号光时偏振串扰测试系统电路热噪声大小；

3打开宽谱光源411，使干涉信号探测器442只接收到耦合光，测量此时偏振串扰测试系统的噪声本底N₁，若N₁小于N₀，增加宽谱光源411的输入光强值；若N₁远大于N₀时，降低宽谱光源411的输入光强值，直到N₁略大于N₀时，此时宽谱光源411的输出光强为测试系统的最小工作光强值I₀；

4闭合光开关432，使干涉信号探测器442接收到无衰减时传输光和耦合光的干涉信号，记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR₀；增加可调光衰减器440的衰减倍数，记录此时偏振串扰测试系统的信噪比SNR₁，要求SNR₁大于SNR₀，不断增加可调光衰减器440的衰减倍数，使SNR₁与SNR₀的差值达到最大，此时得到偏振串扰测试系统在此光强下的最优信噪比SNR₁；

5在步骤4的基础上，增加宽谱光源411的光强值，记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR₂；同时，继续增加可调光衰减器440的衰减倍数，记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR₃；若SNR₃大于SNR₂，继续增加可调光衰减器440的衰减倍数；若SNR₃小于SNR₂，减小可调光衰减器440的衰减倍数，直到SNR₃与SNR₂二者之间的差值达到最大，此时得到偏振串扰测试系统在此光强下的最优信噪比SNR₃；

6对比SNR₃和SNR₁的大小，若SNR₃大于SNR₁，则重复5继续增加宽谱光源411的光强；若SNR₃小于SNR₁，则重复5减小宽谱光源411的光强，直至直到SNR₃与SNR₁二者之间的差值达到最大，找出偏振串扰测试系统的最优信噪比；

7控制光程扫描器441从光程最小处开始光程扫描，同时记录干涉信号探测器442输出的差分白光干涉信号幅度随扫描光程变化的曲线，获得分布式偏振串扰的结果。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)使用偏振分束器将传输光与耦合光彻底分离，避免干涉拍噪声的影响；在控制电路热噪声的基础上，使用衰减器对传输光进行衰减，让耦合光成为主探测光，使散粒噪声成为限制系统信噪比的主要噪声，使用本发明提供的方法调节至合适参数，可保持系统动态范围不变的前提下，信噪比提升20～40dB，有效提高测量灵敏度。

(2)采用调节与测试同步的方法，使用衰减因子可调的光衰减器件，在调节的同时检测偏振串扰测试系统的信噪比，使测试系统的信噪比达到最优状态。

(3)为了抑制噪声提高信噪比的目的，只需在传统的光学器件偏振串扰测量测量光路的基础上，采用偏振分束器替换耦合器，并增加光学衰减器和光开关，具有光路结构简单，调价方法简便等优点。

(4)除宽谱光源与光程相关器中偏振分束器的输入尾纤之间连接需要使用保偏光纤外，在光程相关器中所有的光纤与器件均工作在普通单模状态，降低对光学器件和连接光纤的要求，利于测量系统的高效搭建。

附图说明

图1是光学器件的分布式偏振串扰测量的光学原理示意图；

图2是偏振串扰形成的干涉信号幅度与传输光衰减倍数的对应关系示意图；

图3是传输光衰减倍数与系统噪声及信噪比的对应关系曲线；

图4是光学偏振器件分布式串扰测量噪声抑制装置的结构示意图；

图5a是光学偏振器件分布式串扰测量噪声抑制装置中光程相关器传输光在固定长度参考臂中传输，光开关和可调衰减器对传输光进行截断和衰减示意图；

图5b是光学偏振器件分布式串扰测量噪声抑制装置中光程相关器传输光在长度可变扫描臂中传输，光开关和可调衰减器对传输光进行截断和衰减示意图；

图6是Mach-Zehnder式光程相关器的原理示意图；

图7是Michelson式光程相关器的原理示意图；

图8是使用Mach-Zehnder式光程相关器的光学器件偏振串扰测试装置的原理示意图；

图9是使用Michelson式光程相关器的光学器件偏振串扰测试装置的原理示意图；

图10a是使用光程相关器的光学器件偏振串扰测试装置的调试上半部分流程图；

图10b是使用光程相关器的光学器件偏振串扰测试装置的调试下半部分流程图。

具体实施方式

为清楚地说明本发明提高光学器件分布式偏振串扰测量性能的方法与装置，结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

本发明提供了一种光学偏振器件分布式偏振串扰测量的噪声抑制装置与方法，向待测光学器件的快轴(或慢轴)中注入线偏振的传输光，在缺陷点处，传输光将在慢轴(或快轴)中产生微弱的耦合光；偏振分束器将传输光和耦合光相分离，并使其二者分别传输在光程相关器的两个相干臂中；通过对传输光能量的衰减，降低信号探测噪声，合理选择衰减倍数，并控制热噪声的幅度，可以使散粒噪声成为测量的主要限制因素，从而大大地提高测量光路的噪声抑制能力。本发明具有噪声抑制效果明显、测量光路结构简单、调节方法简便等优点，广泛用于保偏光纤、集成波导调制器(Y波导)等光学器件偏振性能的高精度测量与分析。

一种光学偏振器件分布式偏振串扰测量的噪声抑制装置，包括宽谱光源、起偏器、第1、第2光纤旋转连接器、待测光纤器件、光程相关器、偏振串扰检测与信号记录装置，(1)宽谱光源通过起偏器、第1旋转连接器与待测光纤器件通过保偏光纤连接，第1旋转连接器使起偏器的输出尾纤与待测光纤器件的输入尾纤偏振特征轴完成0°～0°(0°～90°)对准，将起偏器输出的线偏光在待测光纤器件的快轴(慢轴)上传输成为传输光，经过待测光纤器件时，传输光会向慢轴(快轴)部分耦合产生耦合光。待测光纤器件通过第2旋转连接器与光程相关器连接，第2旋转连接器使待测光纤器件的输出尾纤与光程相关器输入尾纤的偏振征轴实现0°～0°(0°～90°)对准，使光程相关器输入尾纤的快轴(慢轴)中传输传输光、慢轴(快轴)中传输耦合光；

(2)光程相关器，由偏振分束器、光开关、可调衰减器、光程扫描器、干涉信号探测器组成。偏振分束器光程相关器输入尾纤中快轴与慢轴中的光束分离，使传输光分别在光程相关器的两相干臂中传输；

(3)光程相关器的光开关和可调光衰减器的作用是对传输光的传输状态和衰减倍数进行控制：光开关截断传输光，可以确定热噪声是否低于相对强度(RIN)噪声和散粒噪声，以此来调节宽谱光源输出光强，满足最小能量要求；调节光衰减器的衰减倍数可以使RIN噪声低于散粒噪声，后者成为制约测量系统信噪比的主要噪声，并偏振串扰测量系统的信噪比达到最优，衰减后的传输光与耦合光在干涉信号探测器发生干涉并接收，最终将信号传送至偏振串扰检测与信号记录装置。

光程相关器，：光程扫描器处于最小光程时，光程相关器的固定长度光程一臂的绝对光程略大于长度可变光程扫描一臂的光程；光程扫描器光程的变化范围大于待测光学器件耦合光与传输光之间的最大光程差异。较典型的结构有Mach-Zehnder式光程相关器和Michelson式光程相关器等。

光程相关器为Mach-Zehnder式光程相关器，：Mach-Zehnder式光程相关器，对于Mach-Zehnder式光程相关器，由1×2偏振分束器、光开关、轮盘可调光衰减器、偏振控制器、2×2耦合器、环形器、可移动光学反射镜、第1、第2探测器组成。偏振分束器的第1输出端与光开关、轮盘可调光衰减器、偏振态控制器、2×2耦合器的第1输入端共同组成固定长度光程参考臂；偏振分束器的第2输出端与环形器、准直器、可移动光学反射镜、2×2耦合器的第2输入端共同组成长度可变光程扫描臂；

光程相关器为Michelson式光程相关器，：对于Michelson式光程相关器，由环形器、1×2偏振分束器、光开关、垂向可调光衰减器、法拉第旋转反射镜、法拉第旋转器、准直镜、可移动光学反射镜、探测器组成。环形器的第1端口通过第2旋转连接器与待测光纤器件相连，环形器的第2端口与1×2偏振分束器相连，将来自于待测光纤器件的传输光和耦合光传输至1×2偏振分束器。1×2偏振分束器的第1输出端与光开关、垂向可调光衰减器、法拉第旋转反射镜共同组成固定长度光程参考臂；1×2偏振分束器的第2输出端与法拉第旋转器、准直镜、可移动光学反射镜共同组成长度可变光程扫描臂，环形器的第3端口将干涉信号光传输至探测器。

可调光衰减器，：将输入端口的入射光束可以实现指定倍数的衰减，其衰减倍数可在1～10000之间调节选择，衰减倍数调节方式以指定的连续(或阶跃)线性和指数规律进行变化。

宽谱光源、起偏器、第1、2旋转连接器、待测光纤器件、1×2偏振分束器、可调光衰减器、：波长工作范围能够覆盖宽谱光源的发射光谱；起偏器、第1、2旋转连接器、待测光纤器件、1×2偏振分束器的输入尾纤、光开关均工作在单模、偏振保持状态，其余器件仅工作在单模状态；1×2偏振分束器的输出尾纤、可调光衰减器、光程扫描器、光开关均工作在单模状态。

轮盘可调光衰减器，：由光纤输入端口、轮盘衰减片、光纤输出端口组成。轮盘衰减片的旋转角度范围为0～360°，不同旋转角度对应不同衰减因子，衰减因子随角度的增加而增加。

垂向可调光衰减器，：由光纤输入端口、轮盘衰减片、光纤输出端口组成。通过调节光纤输入的不同垂向距离，可控制垂向可调光衰减器的不同衰减因子，使衰减因子随垂向距离的增加而增加。

一种光学偏振器件分布式偏振串扰测量的噪声抑制方法，：

(1)接通宽谱光源和光开关，将第1、2旋转连接器成0～0°(0～90°)对准，将可调光衰减器的衰减倍数调至最小，调节光程扫描器光程至干涉信号最大的位置。

(2)在关闭宽谱光源和光开关断开的情形下，测试系统此时测得的噪声本底N₀，即为没有信号光时偏振串扰测试系统电路热噪声大小。

(3)打开宽谱光源，使干涉信号探测器只接收到耦合光，测量此时偏振串扰测试系统的噪声本底N₁。若N₁小于N₀，增加宽谱光源的输入光强值；若N₁远大于N₀时，降低宽谱光源的输入光强值；直到N₁略大于N₀时，此时宽谱光源的输出光强为测试系统的最小工作光强值I₀。

(4)闭合光开关，使干涉信号探测器接收到无衰减时传输光和耦合光的干涉信号，记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR₀；增加可调光衰减器的衰减倍数，记录此时偏振串扰测试系统的信噪比SNR₁，要求SNR₁大于SNR₀。不断增加可调光衰减器的衰减倍数，使SNR₁与SNR₀的差值达到最大，此时得到偏振串扰测试系统在此光强下的最优信噪比SNR₁。

(5)在步骤(4)的基础上，增加宽谱光源的光强值，记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR₂；同时，继续增加可调光衰减器的衰减倍数，记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR₃。若SNR₃大于SNR₂，继续增加可调光衰减器的衰减倍数；若SNR₃小于SNR₂，减小可调光衰减器的衰减倍数。直到SNR₃与SNR₂二者之间的差值达到最大，此时得到偏振串扰测试系统在此光强下的最优信噪比SNR₃。

(6)对比SNR₃和SNR₁的大小，若SNR₃大于SNR₁，则重复(5)继续增加宽谱光源的光强；若SNR₃小于SNR₁，则重复(5)减小宽谱光源的光强。直至直到SNR₃与SNR₁二者之间的差值达到最大，这样，就可找出偏振串扰测试系统的最优信噪比。

(7)控制光程扫描器从光程最小处开始光程扫描，同时记录干涉信号探测器输出的差分白光干涉信号幅度随扫描光程变化的曲线，获得分布式偏振串扰的结果。

本发明是对基于白光干涉原理的光学相干域偏振测试系统(OCDP)的一种技术改进。ODCP的工作原理如图1所示，以保偏光纤的性能测试为例，由宽谱光源发出的高稳定宽谱偏振光101注入到一定长度的保偏光纤121的慢轴(快轴时，原理相同)。由于制作时几何结构存在缺陷、预先施加应力的非理想作用，或者在外界温度和载荷的作用下，使光纤中存在某缺陷点111。信号光沿慢轴传输时，当信号光传输到缺陷点111时，慢轴中的一部分光能量就会耦合到正交的快轴中，形成耦合光束103，剩余的传输光束102依旧沿着慢轴传输。光纤存在线性双折射Δn(例如：5×10^-4)，使慢轴的折射率大于快轴折射率，当光纤的另外一端输出时(传输距离为l)，则传输在慢轴的传输光102和传输在快轴的耦合光103之间将存在一个光程差Δnl。上述光束通过焊接点或者旋转连接头112，进入光程相关器130中。在光程相关器130中，偏振分束镜132、固定反射镜133、移动反射镜134组成一个Michelson光学干涉仪。光束102和103经过偏振分束镜132后在光程相关器130分为传输光104和耦合光105两部分。传输光104经过固定反射镜133的反射后到达探测器137；耦合光105经过移动反射镜134的反射后也到达探测器137，两部分光汇聚在探测器137上形成白光干涉信号，被其接收并将光信号转换为电信号。此信号经过信号解调电路151处理后，送入测量计算机152中；测量计算机152另外还要负责控制移动反射镜134实现光程扫描。

在测量计算机152的控制下，Michelson干涉仪的移动反射镜134使干涉仪两臂的光程差从Δnl经过零，扫描至-Δnl：

当光程差等于Δnl(或-Δnl，与传输光在快轴还是慢轴有关)时，耦合光105与传输光104光程发生匹配，则产生白光干涉信号，其峰值幅度为它与缺陷点的耦合幅度因子和光源强度成正比。

在光学相干域偏振测试系统(OCDP)中，噪声本底直接决定系统的测量灵敏度和动态范围。前期研究结果表明，噪声本底主要包含电路热噪声、拍噪声、RIN噪声和散粒噪声。由于在OCDP测试系统中，干涉拍噪声为干涉光强交流项产生的噪声，使参与白光干涉的信号传输光和耦合光彻底分离，减少相干光束的数量以及交流相干项的能量，可实现拍噪声的抑制。所以，降低电路热噪声、RIN噪声和散粒噪声的大小是控制测试系统噪声本底、提高系统信噪比的关键因素。

对于光学相干域偏振测试系统(OCDP)，其系统的信噪比可表示为：

$SNR=\frac{2{\mathrm{\ρ}}^2{P}_{ref}{P}_{dut}}{4kT\mathrm{\Δ}f/R_{eff}+2e\mathrm{\ρ}(P_{ref}+P_{dut})\mathrm{\Δ}f+\left(RIN\right){\mathrm{\ρ}}^2{(P_{ref}+P_{dut})}^2\mathrm{\Δ}f}---\left(1\right)$

$SNR=\frac{2{\mathrm{\ρ}}^2{P}_{dut}}{4kT\mathrm{\Δ}f/\left(P_{ref}{R}_{eff}\right)+2e\mathrm{\ρ}\frac{(P_{ref}+P_{dut})}{P_{ref}}\mathrm{\Δ}f+\left(RIN\right){\mathrm{\ρ}}^2\frac{{(P_{ref}+P_{dut})}^2}{P_{ref}}\mathrm{\Δ}f}---\left(2\right)$

其中P_ref和P_dut分别为参考臂光信号强度和扫描臂光信号强度，k为玻尔兹曼参数，T为K氏温度，R_eff为电阻阻值，ε为器件的总消光比，分母中的三项分别表示电路热噪声、散粒噪声、RIN噪声。

当P_ref被衰减时，可能P_dut成为探测的主要光强，通过调节耦合串音的输出光强引起的散粒噪声、RIN噪声的大小，此时，存在使用光学相干域偏振测试系统(OCDP)测量极限。当P_ref＞＞P_dut，式中R_eff＝1MΩ,ρ＝1A/W,RIN＝-121dB/Hz(中心波长1550nm，带宽20nm)；可得：

$2e\mathrm{\&rho;}\mathrm{\&Delta;}f>\left(RIN\right){\mathrm{\&rho;}}^2{P}_{ref}\mathrm{\&Delta;}f,\frac{2e}{\left(RIN\right)\mathrm{\&rho;}}>P_{ref},P_{ref}<1.2uW---\left(3\right)$

对于一定光强，P₀为入射光强，ε为器件的总消光比，为分布式偏振串扰，α为衰减倍数：

$\&Sigma;P_{dut}=P_0\underset{x_i}{\&Sigma;}{\mathrm{\&eta;}}_{x_i}=P_0\mathrm{\&epsiv;}---\left(4\right)$

P_ref＝αP₀(5)

此时偏振串扰测试系统中信噪比可表示为：

${\mathrm{SNR}}_{red}=\frac{2{\mathrm{\&rho;}}^2{\mathrm{\&eta;}}_{x_i}}{4kT\mathrm{\&Delta;}f/\left({\mathrm{\&alpha;P}}_0^2{R}_{eff}\right)+2e\mathrm{\&rho;}\frac{(\mathrm{\&alpha;}+\mathrm{\&epsiv;})}{{\mathrm{\&alpha;P}}_0}\mathrm{\&Delta;}f+\left(RIN\right){\mathrm{\&rho;}}^2\frac{{(\mathrm{\&alpha;}+\mathrm{\&epsiv;})}^2}{\mathrm{\&alpha;}}\mathrm{\&Delta;}f}---\left(6\right)$

从式(6)可得，当分母最小时，即可获得最大信噪比SNR_max，也就是说，当热噪声小于散粒噪声和RIN噪声时，并且RIN噪声与散粒噪声可以比拟甚至更小时，信噪比可以达到最大，即有：

$\left\{\begin{array}{c}2e\mathrm{\&rho;}\frac{(\mathrm{\&alpha;}+\mathrm{\&epsiv;})}{{\mathrm{\&alpha;P}}_0}\mathrm{\&Delta;}f\&GreaterEqual;\left(RIN\right){\mathrm{\&rho;}}^2\frac{{(\mathrm{\&alpha;}+\mathrm{\&epsiv;})}^2}{\mathrm{\&alpha;}}\mathrm{\&Delta;}f\\ 4kT\mathrm{\&Delta;}f/\left({\mathrm{\&alpha;P}}_0^2{R}_{eff}\right)\&le;2e\mathrm{\&rho;}\frac{(\mathrm{\&alpha;}+\mathrm{\&epsiv;})}{{\mathrm{\&alpha;P}}_0}\mathrm{\&Delta;}f\end{array}\right.---\left(7\right)$

整理(7)式可得，

$\begin{array}{c}\frac{2e}{\mathrm{\&rho;}\left(RIN\right)}\&GreaterEqual;(\mathrm{\&alpha;}+\mathrm{\&epsiv;})P_0\\ \frac{4kT}{2{\mathrm{e\&rho;R}}_{eff}}\&le;(\mathrm{\&alpha;}+\mathrm{\&epsiv;})P_0\end{array}---\left(8\right)$

以光源功率为1mW，光路的本征的衰减为13dB(即到达探测器的功率为P₀＝50uW)，器件的总消光比为ε＝30dB(0.001)为例，则信噪比的增长情况可以表示为：

$\frac{{\mathrm{SNR}}_{red}}{SNR}=\frac{2e+\left(RIN\right){\mathrm{\&rho;P}}_0}{2e\frac{(\mathrm{\&alpha;}+\mathrm{\&epsiv;})}{\mathrm{\&alpha;}}+\left(RIN\right)\mathrm{\&rho;}\frac{{(\mathrm{\&alpha;}+\mathrm{\&epsiv;})}^2}{\mathrm{\&alpha;}}{P}_0}\&ap;\frac{\left(RIN\right){\mathrm{\&rho;P}}_0}{2\left(RIN\right)\mathrm{\&rho;}\frac{{(\mathrm{\&alpha;}+\mathrm{\&epsiv;})}^2}{\mathrm{\&alpha;}}{P}_0}=\frac{1}{2}\frac{\mathrm{\&alpha;}}{{(\mathrm{\&alpha;}+\mathrm{\&epsiv;})}^2}\&ap;\frac{1}{2\mathrm{\&alpha;}}---\left(9\right)$

根据式(9)给出的衰减因子的取值范围，α取值为1/200，则信噪比改善为100倍(20dB)，即衰减因子与信噪比提升成正比。在图1所示的光路中，传输光的幅度远远大于耦合光的幅度，从而测试系统中的RIN噪声大于散粒噪声的大小，从而导致信噪比的下降。为了解决上述问题，在传输光一臂增加可调光衰减器，使传输光的幅度下降，使RIN噪声与散粒噪声可以比拟甚至更小，通过衰减因子在取值范围内合理取值，会使信噪比获得大幅度提升。

基于光程相关器的光学器件偏振串扰测量方案，如图3、图4所示。主要光电器件的选择及其参数如下：

(1)可调宽谱光源401的中心波长1550nm、半谱宽度大于45nm，出纤功率范围0～2mW，消光比大于6dB；

(2)光开关541、639的工作波长为1550nm，插入损耗小于1dB，输入、输出端为单模光纤；

(3)起偏器421的工作波长为1550nm，消光比为30dB，插入损耗小于1dB，输入端为单模光纤，输出为熊猫型保偏光纤；

(4)第1、第2光纤旋转连接器422、424的插入损耗为1dB；待测光纤器件823为200m熊猫型保偏光纤；

(5)1×2偏振分束器531、631的工作波长为1550nm，消光比大于20dB，插入损耗小于0.5dB；

(6)三端口环形器645的工作波长为1550nm，插入损耗为0.8dB，隔离度大于50dB；

(7)轮盘可调光衰减器532、垂向可调光衰减器632的工作波长为1550nm，插入损耗为3～50dB；

(8)法拉第旋转反射镜633的工作波长为1550nm，旋光角度90±1°，插入损耗小于0.6dB；

(9)法拉第旋转器634的工作波长为1550nm，旋光角度45±1°，插入损耗小于0.3dB；

(10)偏振态控制器533的工作波长为1550nm，插入损耗为0.5dB；

(11)自聚焦准直透镜536、635的工作波长为1550nm，它与可移动光学反射镜537、636(反射率为92％以上)之间的光程扫描距离大约在0～400mm之间变化，平均插入损耗为3.0dB；

(12)光电探测器538、539、638的光敏材料均为InGaAs，光探测范围为1100～1700nm，如采用NewFocus公司的Nirvana^TM系列2017型平衡探测器。

测量装置的工作过程如下：

装置1：使用Mach-Zehnder式光程相关器530的光学器件偏振串扰测试装置

(1)打开宽谱光源411，接通光开关441，将第1、2旋转连接器成0～0°(0～90°)对准，将轮盘可调光衰减器的角度调至0°，打开宽谱光源411，调节可移动光学反射镜537和偏振态控制器533至差分干涉信号最大的位置。

(2)在关闭宽谱光源411和光开关541的情形下，测试系统此时测得的噪声本底N₀。记录此时宽谱光源411的初始光强I。

(3)打开宽谱光源411，使第1、第2探测器538、539只接收到耦合光，测量此时偏振串扰测试系统的噪声本底N₁。若N₁小于N₀，增加宽谱光源411的输入光强值；若N₁远大于N₀时，降低宽谱光源411的输入光强值。直到N₁略大于N₀时，此时宽谱光源411的输出光强为测试系统的最小工作光强值I₀。

(4)闭合光开关541，使第1、第2探测器538、539接收干涉信号，记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR₀，增加轮盘可调光衰减器532的衰减倍数，将轮盘可调光衰减器532的轮盘衰减片540的转向角度增加单位角度，记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR₁。若SNR₁小于SNR₀，将轮盘可调光衰减器532的轮盘衰减片540的转向角度减小单位角度，记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR₁；若SNR₁大于SNR₀，将轮盘可调光衰减器532的轮盘衰减片540的转向角度继续增加单位角度，记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR₁，直至SNR₁与SNR₀两者差值达到最大。通过以上调节，得到偏振串扰测试系统在此光强下的最优信噪比SNR₁。

(5)增加宽谱光源411的单位光强，将轮盘可调光衰减器的角度调至0°，记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR₂，增加轮盘可调光衰减器532的衰减倍数，将轮盘可调光衰减器532的轮盘衰减片540的转向角度增加单位角度，记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR₃。若SNR₃小于SNR₂，将轮盘可调光衰减器532的轮盘衰减片540的转向角度减小单位角度，记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR₃；若SNR₃大于SNR₂，将轮盘可调光衰减器532的轮盘衰减片540的转向角度继续增加单位角度，记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR₃，直至SNR₁与SNR₀两者差值达到最大。通过以上调节，可以得到偏振串扰测试系统在此光强下的最优信噪比SNR₃。

对比SNR₃和SNR₁的大小，若SNR₃小于SNR₁，则重复(5)减小宽谱光源(411)的光强；若SNR₃大于SNR₁，则重复(5)继续增加宽谱光源(411)的光强，直至SNR₃与SNR₂两者差值最大。这样，找出偏振串扰测试系统的最优信噪比。

(6)控制可移动光学反射镜537从距离自聚焦准直透镜536距离最近的起点开始光程扫描，同时记录第1、第2探测器538、539输出的差分白光干涉信号幅度随扫描光程变化的曲线，获得分布式偏振串扰的结果。

装置2：使用Michelson式光程相关器630的光学器件偏振串扰测试装置

(1)打开宽谱光源411，接通光开关639，将第1、2旋转连接器成0～0°(0～90°)对准，将垂向可调光衰减器632的距离调至0，打开宽谱光源411，调节可移动光学反射镜636至差分干涉信号最大的位置。

(2)关闭宽谱光源411和光开关639，测试系统此时测得的噪声本底N₀。记录此时宽谱光源411的初始光强I。

(3)打开宽谱光源411，使探测器638只接收到耦合光，测量此时偏振串扰测试系统的噪声本底N₁。若N₁小于N₀，增加宽谱光源411的单位光强，并重复测量此时偏振串扰测试系统的噪声本底N₁；若N₁大于N₀，降低宽谱光源411的单位光强，并重复测量此时偏振串扰测试系统的噪声本底N₁。直至N₁略大于N₀时，此时确定宽谱光源411在偏振串扰测试系统中的最小光强I₀。

(4)闭合光开关639，使探测器638接收干涉信号，记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR₀，增加垂向可调光衰减器632的衰减倍数，将垂向可调光衰减器632的光纤尾端f3增加垂向距离，记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR₁。若SNR₁小于SNR₀，将垂向可调光衰减器632的光纤尾端f3减小垂向距离，记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR₁；若SNR₁大于SNR₀，将垂向可调光衰减器632的光纤尾端f3继续增加垂向距离，记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR₁，直至SNR₁与SNR₀两者差值最大。通过以上调节，得到偏振串扰测试系统在此光强下的最优信噪比SNR₁。

(5)增加宽谱光源411的单位光强，将垂向可调光衰减器632的距离调至0，记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR₂，增加垂向可调光衰减器632的衰减倍数，将垂向可调光衰减器632的光纤尾端f3增加垂向距离，记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR₃。若SNR₃小于SNR₂，将垂向可调光衰减器632的光纤尾端f3减小垂向距离，记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR₃；若SNR₃大于SNR₂，将垂向可调光衰减器632的光纤尾端f3继续增加垂向距离，记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR₃，直至SNR₃与SNR₂两者差值最大。通过以上调节，得到偏振串扰测试系统在此光强下的最优信噪比SNR₃。

对比SNR₃和SNR₁的大小，若SNR₃小于SNR₁，则重复(5)减小宽谱光源411的光强；若SNR₃大于SNR₁，则重复(5)继续增加宽谱光源411的光强，直至SNR₃与SNR₂两者差值最大。这样，找出偏振串扰测试系统的最优信噪比。

(6)控制可移动光学反射镜636从距离自聚焦准直透镜635距离最近的起点开始光程扫描，同时记录探测器638输出的差分白光干涉信号幅度随扫描光程变化的曲线，获得分布式偏振串扰的结果。

对于光程相关器的光学器件偏振串扰测量装置，针对不同光程相关器，经过上述的测量过程，均可得到分布式偏振串扰幅值。由于采用光程相关器将传输光衰减，降低测试系统的RIN噪声，散粒噪声成为测量系统的主要限制噪声，若参数选择适当，可使系统的信噪比在不衰减的情况提升20～40dB。

Claims (9)

1.一种光学偏振器件分布式偏振串扰测量的噪声抑制装置，包括宽谱光源(411)、起偏器(421)、第1光纤旋转连接器(422)、第2光纤旋转连接器(424)、待测光纤器件(423)、光程相关器(430)、偏振串扰检测与信号记录装置(450)，其特征在于：

(1)宽谱光源(411)通过起偏器(421)、第1旋转连接器(422)与待测光纤器件(423)通过保偏光纤连接，第1旋转连接器(422)使起偏器(421)的输出尾纤与待测光纤器件(423)的输入尾纤偏振特征轴完成0°～0°或0°～90°对准，将起偏器(421)输出的线偏光在待测光纤器件(423)的快轴或慢轴上传输成为传输光，经过待测光纤器件(423)时，传输光向慢轴或快轴部分耦合产生耦合光，待测光纤器件(423)通过第2旋转连接器(424)与光程相关器(430)连接，第2旋转连接器(424)使待测光纤器件(423)的输出尾纤与光程相关器输入尾纤的偏振征轴实现0°～0°或0°～90°对准，使光程相关器(430)输入尾纤的快轴或慢轴中传输传输光、慢轴或快轴中传输耦合光；

(2)光程相关器(430)，由偏振分束器(431)、光开关(432)、可调衰减器(440)、光程扫描器(441)、干涉信号探测器(442)组成，偏振分束器(431)使输入尾纤中快轴与慢轴中的光束分离，使传输光分别在光程相关器(430)的两相干臂中传输；

(3)光开关(432)截断传输光，确定热噪声是否低于相对强度(RIN)噪声和散粒噪声，调节宽谱光源(411)输出光强，满足最小能量要求；调节光衰减器(440)的衰减倍数使RIN噪声低于散粒噪声，衰减后的传输光与耦合光在干涉信号探测器(442)发生干涉并接收，将信号传送至偏振串扰检测与信号记录装置(450)。

2.根据权利要求1所述的一种光学偏振器件分布式偏振串扰测量的噪声抑制装置，其特征在于：所述的光程相关器(430)，光程扫描器(441)处于最小光程时，光程相关器(430)的固定长度光程一臂的绝对光程略大于长度可变光程扫描一臂的光程；光程扫描器(441)光程的变化范围大于待测光学器件耦合光与传输光之间的最大光程差异。

3.根据权利要求1所述的一种光学偏振器件分布式偏振串扰测量的噪声抑制装置，其特征在于：所述的光程相关器(430)，由Mach-Zehnder结构的光学干涉仪(530)构成，由1×2偏振分束器(531)、光开关(541)、轮盘可调光衰减器(532)、偏振控制器(533)、2×2耦合器(534)、环形器(535)、可移动光学反射镜(537)、第1探测器(538)、第2探测器(539)组成，偏振分束器(531)的第1输出端(ps5)与光开关(541)、轮盘可调光衰减器(532)、偏振态控制器(533)、2×2耦合器(534)的第1输入端(bs1)共同组成固定长度光程参考臂；偏振分束器(531)的第2输出端(ps6)与环形器(535)、准直器(536)、可移动光学反射镜(537)、2×2耦合器(534)的第2输入端(bs2)共同组成长度可变光程扫描臂。

4.根据权利要求1所述的一种光学偏振器件分布式偏振串扰测量的噪声抑制装置，其特征在于：所述的光程相关器(430)由Michelson结构光学干涉仪(630)构成，由环形器(660)、1×2偏振分束器(631)、光开关(639)、垂向可调光衰减器(632)、法拉第旋转反射镜(633)、法拉第旋转器(634)、准直镜(635)、可移动光学反射镜(636)、探测器(638)组成，环形器的第1端口(c1)通过第2旋转连接器(432)与待测光纤器件(423)相连，环形器的第2端口(c2)与1×2偏振分束器(631)相连，将来自于待测光纤器件(423)的传输光和耦合光传输至1×2偏振分束器(631)，1×2偏振分束器(631)的第1输出端(ps8)与光开关(639)、垂向可调光衰减器(632)、法拉第旋转反射镜(633)共同组成固定长度光程参考臂；1×2偏振分束器(631)的第2输出端(ps9)与法拉第旋转器(634)、准直镜(635)、可移动光学反射镜(636)共同组成长度可变光程扫描臂，环形器的第3端口(c3)将干涉信号光传输至探测器(638)。

5.根据权利要求1所述的一种光学偏振器件分布式偏振串扰测量的噪声抑制装置，其特征在于：所述的可调光衰减器(432)，将输入端口的入射光束按照指定倍数的衰减，衰减倍数可在1～10000之间调节选择，衰减倍数调节方式以指定的连续或阶跃线性和指数规律进行变化。

6.根据权利要求1所述的一种光学偏振器件分布式偏振串扰测量的噪声抑制装置，其特征在于：所述的宽谱光源(411)、起偏器(421)、第1旋转连接器(422)、第2旋转连接器(424)、待测光纤器件(423)、1×2偏振分束器(431)、可调光衰减器(440)、波长工作范围能够覆盖宽谱光源(411)的发射光谱；起偏器(421)、第1旋转连接器(422)、第2旋转连接器(424)、待测光纤器件(423)、1×2偏振分束器(431)的输入尾纤(ps1)、光开关(432)均工作在单模、偏振保持状态，其余器件仅工作在单模状态；1×2偏振分束器(431)的输出尾纤(ps2、ps3)、可调光衰减器(440)、光程扫描器(441)、光开关(432)均工作在单模状态。

7.根据权利要求3所述的一种光学偏振器件分布式偏振串扰测量的噪声抑制装置，其特征在于：所述轮盘可调光衰减器(532)，由光纤输入端口(f1)、轮盘衰减片(540)、光纤输出端口(f2)组成，轮盘衰减片的旋转角度范围为0～360°，衰减因子随角度的增加而增加。

8.根据权利要求4所述的一种光学偏振器件分布式偏振串扰测量的噪声抑制装置，其特征在于：所述垂向可调光衰减器(632)，由光纤输入端口(f3)、轮盘衰减片(540)、光纤输出端口(f4)组成，通过调节光纤输入(f3)的不同垂向距离，可控制垂向可调光衰减器(632)的不同衰减因子，使衰减因子随垂向距离的增加而增加。

9.一种光学偏振器件分布式偏振串扰测量噪声抑制方法，其特征是：

(1)接通宽谱光源(411)和光开关(432)，将第1、2旋转连接器成0～0°或0～90°对准，将可调光衰减器(440)的衰减倍数调至最小，调节光程扫描器(441)光程至干涉信号最大的位置；

(2)在关闭宽谱光源(411)和光开关(432)断开的情形下，测试系统此时测得的噪声本底N₀，即为没有信号光时偏振串扰测试系统电路热噪声大小；

(3)打开宽谱光源(411)，使干涉信号探测器(442)只接收到耦合光，测量此时偏振串扰测试系统的噪声本底N₁，若N₁小于N₀，增加宽谱光源(411)的输入光强值；若N₁远大于N₀时，降低宽谱光源(411)的输入光强值，直到N₁略大于N₀时，此时宽谱光源(411)的输出光强为测试系统的最小工作光强值I₀；

(4)闭合光开关(432)，使干涉信号探测器(442)接收到无衰减时传输光和耦合光的干涉信号，记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR₀；增加可调光衰减器(440)的衰减倍数，记录此时偏振串扰测试系统的信噪比SNR₁，要求SNR₁大于SNR₀，不断增加可调光衰减器(440)的衰减倍数，使SNR₁与SNR₀的差值达到最大，此时得到偏振串扰测试系统在此光强下的最优信噪比SNR₁；

(5)在步骤(4)的基础上，增加宽谱光源(411)的光强值，记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR₂；同时，继续增加可调光衰减器(440)的衰减倍数，记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR₃；若SNR₃大于SNR₂，继续增加可调光衰减器(440)的衰减倍数；若SNR₃小于SNR₂，减小可调光衰减器(440)的衰减倍数，直到SNR₃与SNR₂二者之间的差值达到最大，此时得到偏振串扰测试系统在此光强下的最优信噪比SNR₃；

(6)对比SNR₃和SNR₁的大小，若SNR₃大于SNR₁，则重复(5)继续增加宽谱光源(411)的光强；若SNR₃小于SNR₁，则重复(5)减小宽谱光源(411)的光强，直至直到SNR₃与SNR₁二者之间的差值达到最大，找出偏振串扰测试系统的最优信噪比；

(7)控制光程扫描器(441)从光程最小处开始光程扫描，同时记录干涉信号探测器(442)输出的差分白光干涉信号幅度随扫描光程变化的曲线，获得分布式偏振串扰的结果。