CN110207953B - 基于光纤结构的线偏振光纤激光器消光比测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于光纤结构的线偏振光纤激光器消光比测试方法,技术方案是:构建由保偏被动光纤、单偏振光纤、单模跳线、光谱仪组成的消光比测试系统;保偏被动光纤的一端采用45度错位熔接的方式与线偏振光纤激光器输出尾纤连接,另一端与单偏振光纤采用45度错位熔接的方式连接;单偏振光纤保持沿着慢轴方向传输光的偏振态;单模跳线采取空间对准的方式将单偏振光纤的输出光强收集到光谱仪中。从光谱仪上读取通过率为1、波长为λ对应的光功率值P(max),改变保偏被动光纤的长度后从光谱仪上读取通过率为0、波长为λ对应的光功率值P(min),根据消光比公式获得消光比。采用本发明可解决消光比退化、测试结果不能反应单一波长消光比的问题。
Description
技术领域
本发明属于光学测量技术领域,特指一种基于光纤结构的线偏振光纤激光器消光比测试方法。
背景技术
线偏振光纤激光器由于其具有良好的偏振态,在相干检测、相干合成、光谱合成、非线性频率转换等领域具有广阔的应用前景,是当前激光技术领域的研究热点。
消光比是指沿偏振主态方向分解的两个正交偏振分量之间的比例关系,光在保偏光纤中传输时的消光比表征为快慢轴光强的比例关系。在线偏振光纤激光器中,消光比是表征光源偏振态的重要指标,消光比越高输出光越接近线偏振光,因此,需要对线偏振光纤激光器的消光比进行测试。在实际的消光比测试中,一般使用旋转检偏器法作为偏振消光比的测试方法。连续旋转检偏器,用功率探测器探测输出光经过检偏器后功率的变化。当检偏器的主轴方向与激光器输出光的主偏振分量重合时,探测到的功率最大。当检偏器的主轴方向与激光器输出光的主偏振分量垂直时,探测到的功率最小。根据公式1:
可算得线偏振光纤激光器的消光比PER,P(max)为功率探测器探测到的最大功率,P(min)为功率探测器探测到的最小功率。该种测试方法需要引入透镜对激光器输出光路进行准直,透镜的引入增加了消光比退化的可能性。同时,使用功率探测器测量的结果是不同波长强度的叠加,不能反应单一波长的偏振消光比特性。因此,需要提出一种无需透镜、减小消光比退化可能性、可反应单一波长消光比的测试方法。
发明内容
本发明提出一种基于光纤结构的线偏振光纤激光器消光比测试方法,该方法只由光纤之间进行熔接测试,避免了由透镜引起消光比退化的可能性,测试结果可反应单一波长消光比。
为达到上述目的,本发明所采用的技术方案是:
第一步,确定被测对象线偏振光纤激光器的中心工作波长λ,工作波长范围Δλ。确定线偏振光纤激光器输出尾纤的快轴、慢轴折射率差Δn。确定输出光主要沿着线偏振光纤激光器输出尾纤的快轴传输还是慢轴传输。由于线偏振光纤激光器无法输出完全线偏振光,所以线偏振光纤激光器输出尾纤的快轴、慢轴都有一定的光强。即输出光主要沿着线偏振光纤激光器输出尾纤的快轴传输时,慢轴也有一定的光强;输出光主要沿着线偏振光纤激光器输出尾纤的慢轴传输时,快轴也有一定的光强。
第二步,构建消光比测试系统,消光比测试系统由保偏被动光纤、单偏振光纤、单模跳线、光谱仪组成。被测试对象为线偏振光纤激光器,各器件与被测对象线偏振光纤激光器按如下顺序连接:
线偏振光纤激光器输出尾纤与保偏被动光纤的一端采用45度错位熔接的方式进行连接,得到第一熔接点。保偏被动光纤的另一端与单偏振光纤的一端采用45度错位熔接的方式进行连接,得到第二熔接点。单偏振光纤的输出端切斜角以抑制单偏振光纤输出端面反馈。单模跳线采取空间对准的方式将单偏振光纤的输出光强收集到光谱仪中。
保偏被动光纤的纤芯直径与线偏振光纤激光器输出尾纤的纤芯直径相等,保偏被动光纤的数值孔径与线偏振光纤激光器输出尾纤的数值孔径相等。保偏被动光纤长度为L,保偏被动光纤的快轴、慢轴折射率差等于线偏振光纤激光器输出尾纤的快轴、慢轴折射率差Δn。
单偏振光纤的纤芯直径与线偏振光纤激光器输出尾纤的纤芯直径相等,单偏振光纤的数值孔径与线偏振光纤激光器输出尾纤的数值孔径相等。单偏振光纤只具有慢轴,只有当光沿着单偏振光纤慢轴方向传输时,输出光偏振态才能得以保持,其他方向传输的偏振光会经历很高的损耗而无法传播。单偏振光纤的工作波长范围大于线偏振光纤激光器的工作波长范围Δλ。
单模跳线采用石英光纤,在线偏振光纤激光器的工作波长范围Δλ内仅支持基模,目的是避免多模干涉影响测量结果。
光谱仪的波长扫描范围等于线偏振光纤激光器1的工作波长范围Δλ。
第三步,采用消光比测试系统对线偏振光纤激光器消光比进行测量,方法是:
3.1、确定输出光主要沿着线偏振光纤激光器输出尾纤的慢轴传输时,转3.2。确定输出光主要沿着线偏振光纤激光器输出尾纤2的快轴传输时,转3.8。
3.2、输出光主要沿着线偏振光纤激光器输出尾纤的慢轴传输时,线偏振光纤激光器输出尾纤的快轴仍然具有一定的光分量。45度错位熔接的第一熔接点将沿着线偏振光纤激光器输出尾纤2慢轴传输的光均匀分解成沿着保偏被动光纤的快轴和慢轴两个正交方向传输的光。45度错位熔接的第一熔接点也将沿着线偏振光纤激光器输出尾纤快轴传输的光均匀分解成沿着保偏被动光纤4的快轴和慢轴两个正交方向传输的光。
其中,L是保偏被动光纤的长度。由于相位差的产生,保偏被动光纤使得波长为λ的光的偏振态在光纤中经历圆偏振、椭圆偏振、线偏振、椭圆偏振、圆偏振的周期性变化。根据公式(2),保偏被动光纤的长度L不同时,导致相位差不同。使用一段长度L=L1的保偏被动光纤,使保偏被动光纤对分别在快轴、慢轴传输的波长为λ的光产生的相位差为2mπ,根据公式(3),L1=2mπλ/(2πΔn)=mλ/(Δn),其中,m为正整数。
3.4、45度错位熔接的第二熔接点将沿着保偏被动光纤快轴、慢轴传输的光进行合成,再投影到单偏振光纤的慢轴上。单偏振光纤输出的对于线偏振光纤激光器输出尾纤慢轴的光通过率T慢轴(λ),单偏振光纤输出的对于线偏振光纤激光器输出尾纤快轴的光通过率T快轴(λ)分别为:
根据公式(4),当保偏被动光纤对分别在快轴、慢轴传输的波长为λ的光产生的相位差为2mπ时,45度错位熔接的第二熔接点对保偏被动光纤快轴、慢轴的光合成后的偏振方向与线偏振光纤激光器输出尾纤中的偏振方向相同。单偏振光纤只具有慢轴,单偏振光纤慢轴传输线偏振光纤激光器输出尾纤慢轴的光,单偏振光纤将线偏振光纤激光器输出尾纤快轴的光损耗掉。单偏振光纤对线偏振光纤激光器输出尾纤慢轴的光通过率为1,单偏振光纤对线偏振光纤激光器输出尾纤快轴的光通过率为0。从光谱仪上读取通过率为1即T慢轴(λ)=1、波长为λ对应的光功率值,记为P(max)。
3.5、断开第一熔接点和第二熔接点,改变保偏被动光纤的长度L=L2,使保偏被动光纤对λ的光产生的相位差为(2m+1)π,根据公式(3),L2=(2m+1)πλ/(2πΔn)=(2m+1)λ/2(Δn)。按照第二步的连接方式将线偏振光纤激光器输出尾纤、长度为L2的保偏被动光纤、单偏振光纤重新进行熔接,即将线偏振光纤激光器输出尾纤与长度为L2的保偏被动光纤的一端采用45度错位熔接的方式进行熔接,得到第一熔接点;再将长度为L2的保偏被动光纤的另一端与单偏振光纤的一端采用45度错位熔接的方式进行熔接,得到第二熔接点;
3.6、45度错位熔接的第二熔接点将沿着保偏被动光纤快轴、慢轴传输的光进行合成,再投影到单偏振光纤的慢轴上。合成后的光的偏振方向与线偏振光纤激光器输出尾纤中的偏振方向相比旋转了90度,线偏振光纤激光器输出尾纤快轴的光旋转到单偏振光纤的慢轴上,线偏振光纤激光器输出尾纤慢轴的光被单偏振光纤损耗掉。根据公式(4),当保偏被动光纤对分别在快轴、慢轴传输的波长为λ的光产生的相位差为(2m+1)π时,单偏振光纤对线偏振光纤激光器输出尾纤慢轴的光通过率为0,单偏振光纤对线偏振光纤激光器输出尾纤快轴的光通过率为1。从光谱仪上读取通过率为0即T慢轴(λ)=0、波长为λ对应的光功率值,记为P(min)。
3.7、根据公式(1),计算得到波长为λ的光的消光比,转第四步。
3.8、输出主要沿着线偏振光纤激光器输出尾纤的快轴传输时,线偏振光纤激光器输出尾纤的慢轴仍然具有一定的光分量。45度错位熔接的第一熔接点将沿着线偏振光纤激光器输出尾纤快轴传输的光均匀分解成沿着保偏被动光纤的快轴和慢轴两个正交方向传输的光。45度错位熔接的第一熔接点也将沿着线偏振光纤激光器输出尾纤慢轴传输的光均匀分解成沿着保偏被动光纤的快轴和慢轴两个正交方向传输的光。
3.9、使用一段长度L=L1的保偏被动光纤,使保偏被动光纤对分别在快轴、慢轴传输的波长为λ的光产生的相位差为(2m+1)π,根据公式(3),L1=(2m+1)πλ/(2πΔn)=(2m+1)λ/2(Δn)。
3.10、45度错位熔接的第二熔接点将沿着保偏被动光纤快轴、慢轴传输的光进行合成,再投影到单偏振光纤的慢轴上。合成后的光的偏振方向与线偏振光纤激光器输出尾纤中的偏振方向相比旋转了90度,因此线偏振光纤激光器输出尾纤快轴的光旋转到单偏振光纤的慢轴上,线偏振光纤激光器输出尾纤慢轴的光被单偏振光纤损耗掉。根据公式(4),当保偏被动光纤对分别在快轴、慢轴传输的波长为λ的光产生的相位差为(2m+1)π时,单偏振光纤对线偏振光纤激光器输出尾纤快轴的光通过率为1,单偏振光纤对线偏振光纤激光器输出尾纤慢轴的光通过率为0。从光谱仪上读取通过率为1即T快轴(λ)=1、波长为λ对应的光功率值,记为P(max)。
3.11、断开第一熔接点和第二熔接点,改变保偏被动光纤的长度L=L2,使保偏被动光纤对λ的光产生的相位差为2mπ,根据公式(4),L2=2mπλ/(2πΔn)=mλ/(Δn)。按照第二步的连接方式将线偏振光纤激光器输出尾纤、长度为L2的保偏被动光纤、单偏振光纤重新进行熔接,即将线偏振光纤激光器输出尾纤与长度为L2的保偏被动光纤的一端采用45度错位熔接的方式进行熔接,得到第一熔接点;再将长度为L2的保偏被动光纤的另一端与单偏振光纤的一端采用45度错位熔接的方式进行熔接,得到第二熔接点;
3.12、45度错位熔接的第二熔接点将沿着保偏被动光纤快轴、慢轴传输的光进行合成,再投影到单偏振光纤的慢轴上。合成后的光的偏振方向与线偏振光纤激光器输出尾纤中的偏振方向相同。单偏振光纤只具有慢轴,单偏振光纤慢轴传输线偏振光纤激光器输出尾纤慢轴的光,单偏振光纤将线偏振光纤激光器输出尾纤2快轴的光损耗掉。根据公式(4),当保偏被动光纤对分别在快轴、慢轴传输的波长为λ的光产生的相位差为2mπ时,单偏振光纤对线偏振光纤激光器输出尾纤快轴的光通过率为0,单偏振光纤对线偏振光纤激光器输出尾纤慢轴的光通过率为1。从光谱仪上读取通过率为0即T快轴(λ)=0,波长为λ对应的光功率值,记为P(min)。
3.13、根据公式1,计算得到波长为λ的光的消光比。
第四步,结束。
采用本发明可以达到以下有益效果:
1、本发明无需透镜对输出光路进行准直,避免消光比退化的可能性,仅保偏被动光纤与线偏振光纤激光器输出尾纤之间和保偏被动光纤与单偏振光纤之间进行45度错位熔接即可实现线偏振光纤激光器消光比的测试。
2、本发明使用光谱仪读取确定波长处的光功率值计算消光比,采用此方法可以计算线偏振光纤激光器工作波长范围内每一个波长的消光比。
附图说明
图1为本发明总体流程图;
图2为本发明第三步具体流程图;图2(a)是确定输出光主要沿着线偏振光纤激光器1输出尾纤2慢轴传输时的流程图;图2(b)是确定输出光主要沿着线偏振光纤激光器1输出尾纤2快轴传输时的流程图;
图3为本发明第一步构建的消光比测试系统与线偏振光纤激光器连接在一起时的结构示意图;
图4为图1中线偏振光纤激光器输出尾纤2与保偏被动光纤4和保偏被动光纤4和单偏振光纤6之间进行45度错位熔接的光纤端面示意图;
图5为从单偏振光纤6输出光通过率的理论仿真示意图。
具体实施方式
下面结合附图1至5,对本发明的具体实施方法进行进一步的说明。
图1为本发明总体流程图。本发明包括以下步骤:
第一步,确定被测对象线偏振光纤激光器1。
确定被测对象线偏振光纤激光器1的中心工作波长λ,工作波长范围Δλ。确定线偏振光纤激光器输出尾纤2的快轴、慢轴折射率差Δn。确定输出光沿着线偏振光纤激光器输出尾纤2的快轴传输或者慢轴传输。
第二步构建消光比测试系统。
如图3所示,消光比测试系统由保偏被动光纤4,单偏振光纤6,单模跳线8,光谱仪9组成。被测对象线偏振光纤激光器输出尾纤2与保偏被动光纤4的一端采用45度错位熔接的方式进行连接,得到第一熔接点3。保偏被动光纤4的另一端与单偏振光纤6的一端采用45度错位熔接的方式进行连接,得到第二熔接点5。单偏振光纤6的输出端切斜角7以抑制单偏振光纤6输出端面反馈。单模跳线8采用空间对准的方式将单偏振光纤6输出光强收集到光谱仪9中。
第三步采用消光比测试系统对线偏振光纤激光器1消光比进行测量。
如图2所示,具体实施过程为:
3.1、确定输出光主要沿着线偏振光纤激光器输出尾纤2慢轴传输时,转图2(a)的3.2。确定输出光主要沿着线偏振光纤激光器1输出尾纤2快轴传输时,转图2(b)的3.8。
3.2、如图2(a)所示,输出光主要沿着线偏振光纤激光器输出尾纤2慢轴传输时,45度错位熔接的第一熔接点3将沿着线偏振光纤激光器输出尾纤2慢轴、快轴传输的光分别均匀分解成沿着保偏被动光纤4的慢轴和快轴两个正交方向传输的光。
3.3、使用一段长度L=L1的保偏被动光纤4,L1=mλ/(Δn),使保偏被动光纤4对分别在快轴、慢轴传输的波长为λ的光产生的相位差为2mπ。
3.4、45度错位熔接的第二熔接点5将保偏被动光纤4输出的光合成后投影到单偏振光纤6的慢轴上,从光谱仪上读取光通过率为1即T慢轴(λ)=1、波长为λ对应的光功率值,记为P(max)。
3.5、断开第一熔接点3和第二熔接点5,改变保偏被动光纤4的长度L=L2,L2=(2m+1)λ/2(Δn),使保偏被动光纤4对λ的光产生的相位差为(2m+1)π。将线偏振光纤激光器输出尾纤与长度为L2的保偏被动光纤的一端采用45度错位熔接的方式进行熔接,得到第一熔接点;再将长度为L2的保偏被动光纤的另一端与单偏振光纤的一端采用45度错位熔接的方式进行熔接,得到第二熔接点。
3.6、45度错位熔接的第二熔接点5将保偏被动光纤4输出的光合成后投影到单偏振光纤6的慢轴上,从光谱仪上读取通过率为0即T慢轴(λ)=0,波长为λ对应的光功率值,记为P(min)。
3.8、如图2(b)所示,输出光主要沿着线偏振光纤激光器输出尾纤2快轴传输时,45度错位熔接的第一熔接点3将沿着线偏振光纤激光器输出尾纤2快轴、慢轴传输的光分别均匀分解成沿着保偏被动光纤4的快轴和慢轴两个正交方向传输的光。
3.9、使用一段长度L=L1的保偏被动光纤4,L1=(2m+1)λ/2(Δn),使保偏被动光纤4对分别在快轴、慢轴传输的波长为λ的光产生的相位差为(2m+1)π。
3.10、45度错位熔接的第二熔接点5将保偏被动光纤4输出的光合成后投影到单偏振光纤6的慢轴上,从光谱仪上读取通过率为1即T快轴(λ)=1、波长为λ对应的光功率值,记为P(max)。
3.11、断开第一熔接点3和第二熔接点5,改变保偏被动光纤4的长度L=L2,L2=mλ/(Δn),使保偏被动光纤4对λ的光产生的相位差为2mπ。将线偏振光纤激光器输出尾纤与长度为L2的保偏被动光纤的一端采用45度错位熔接的方式进行熔接,得到第一熔接点;再将长度为L2的保偏被动光纤的另一端与单偏振光纤的一端采用45度错位熔接的方式进行熔接,得到第二熔接点。
3.12、45度错位熔接的第二熔接点5将保偏被动光纤4输出的光合成后投影到单偏振光纤6的慢轴上,从光谱仪上读取通过率为0即T快轴(λ)=0、波长为λ对应的光功率值,记为P(min)。
第四步,结束。
图4为图1中线偏振光纤激光器输出尾纤2与保偏被动光纤4和保偏被动光纤4与单偏振光纤6之间进行45度错位熔接的光纤端面示意图。如图4所示,旋转线偏振光纤激光器输出尾纤2与保偏被动光纤4,使线偏振光纤激光器输出尾纤2的右端截面上的慢轴与保偏被动光纤4的左端截面的慢轴成45度角后进行熔接。旋转保偏被动光纤4与单偏振光纤6,使保偏被动光纤4右端截面的慢轴与单偏振光纤6左端截面的慢轴成45度角后进行熔接。由于线偏振光纤激光器输出尾纤2的慢轴和单偏振光纤6的慢轴都与保偏被动光纤4的慢轴成45度角,所以图4所示线偏振光纤激光器输出尾纤2的慢轴和单偏振光纤6的慢轴是平行的。
图5为从单偏振光纤6输出光通过率的理论仿真示意图;横坐标为线偏振光纤激光器1的工作波长范围Δλ,Δλ为1000-1100nm,纵坐标为单偏振光纤6输出光通过率T。保偏被动光纤4的折射率差Δn选取为普遍使用的保偏被动光纤的折射率差值2×10-4。输出光主要沿着线偏振光纤激光器输出尾纤2慢轴传输。如图4所示,若要在工作波长范围内测量λ=1080nm的消光比,方法是:根据公式4,先使用一段长度为L1的保偏被动光纤4,使保偏被动光纤4对波长为1080nm的光产生的相位差为2mπ,计算得到L1的长度为0.52m×10-2米,m为正整数,选m为50,L1=0.27米。如图5所示,实线为保偏被动光纤4长度为0.27米时的波长在1000-1100nm的光通过率。从光谱仪上读取光通过率为1,波长为1080nm(即图5中实线的横坐标为1080,纵坐标为1)对应的光功率值,记为P(max)。断开第一熔接点3和第二熔接点5,使用一段长度为L2的保偏被动光纤4重新进行熔接,使保偏被动光纤4对波长为1080nm的光产生的相位差为(2m+1)π,计算得到L2的长度为0.27(2m+1)×10-2米,m为正整数,选m为40,L2=0.21米。如图5所示,虚线为保偏被动光纤4长度为0.21米时的波长在1000-1100nm的光通过率。从光谱仪读取通过率为0,波长为1080nm(即图5中虚线的横坐标为1080,纵坐标为0)时对应的光功率值,记为P(min)。根据公式1,计算得到波长为1080nm的消光比。
综上所述,虽然本发明已以较佳实施例公布如上,然其并非用以限定本发明,任何本领域普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种更动与润饰,因此本发明的保护范围当视权利要求书界定的范围为准。
Claims (5)
1.一种基于光纤结构的线偏振光纤激光器消光比测试方法,其特征在于包括以下步骤:
第一步,确定被测对象线偏振光纤激光器(1)的中心工作波长λ,工作波长范围Δλ;确定线偏振光纤激光器输出尾纤(2)的快轴、慢轴折射率差Δn;确定输出光主要沿着线偏振光纤激光器输出尾纤(2)的快轴传输还是慢轴传输;
第二步,构建消光比测试系统,消光比测试系统由保偏被动光纤(4)、单偏振光纤(6)、单模跳线(8)、光谱仪(9)组成;各器件与被测对象线偏振光纤激光器(1)的连接方法为:线偏振光纤激光器输出尾纤(2)与保偏被动光纤(4)的一端采用45度错位熔接的方式进行连接,得到第一熔接点(3);保偏被动光纤(4)的另一端与单偏振光纤(6)的一端采用45度错位熔接的方式进行连接,得到第二熔接点(5);单偏振光纤(6)只具有慢轴,单偏振光纤(6)输出端切斜角(7)以抑制单偏振光纤(6)输出端面反馈;单模跳线(8)采取空间对准的方式将单偏振光纤(6)的输出光强收集到光谱仪(9)中;
第三步,采用消光比测试系统对线偏振光纤激光器消光比进行测量,方法是:
3.1、确定输出光主要沿着线偏振光纤激光器输出尾纤(2)的慢轴传输时,转3.2;确定输出光主要沿着线偏振光纤激光器输出尾纤(2)的快轴传输时,转3.8;
3.2、输出光主要沿着线偏振光纤激光器输出尾纤(2)的慢轴传输时,线偏振光纤激光器输出尾纤(2)的快轴仍然具有一定的光分量;45度错位熔接的第一熔接点(3)将沿着线偏振光纤激光器输出尾纤(2)慢轴传输的光均匀分解成沿着保偏被动光纤(4)的快轴和慢轴两个正交方向传输的光;45度错位熔接的第一熔接点(3)也将沿着线偏振光纤激光器输出尾纤(2)快轴传输的光均匀分解成沿着保偏被动光纤(4)的快轴和慢轴两个正交方向传输的光;
其中,L是保偏被动光纤(4)的长度;使用一段长度L=L1的保偏被动光纤(4),使保偏被动光纤(4)对分别在快轴、慢轴传输的波长为λ的光产生的相位差为2mπ,根据公式(3),L1=mλ/(Δn),其中,m为正整数;
3.4、45度错位熔接的第二熔接点(5)将沿着保偏被动光纤(4)快轴、慢轴传输的光进行合成,再投影到单偏振光纤(6)的慢轴上;单偏振光纤(6)输出的对于线偏振光纤激光器输出尾纤(2)慢轴的光通过率T慢轴(λ),单偏振光纤(6)输出的对于线偏振光纤激光器输出尾纤(2)快轴的光通过率T快轴(λ)分别为:
根据公式(4),当保偏被动光纤(4)对分别在快轴、慢轴传输的波长为λ的光产生的相位差为2mπ时,45度错位熔接的第二熔接点(5)对保偏被动光纤(4)快轴、慢轴的光合成后的偏振方向与线偏振光纤激光器输出尾纤(2)中的偏振方向相同;单偏振光纤(6)对线偏振光纤激光器输出尾纤(2)慢轴的光通过率为1,单偏振光纤(6)对线偏振光纤激光器输出尾纤(2)快轴的光通过率为0;从光谱仪上读取通过率为1即T慢轴(λ)=1、波长为λ对应的光功率值,记为P(max);
3.5、断开第一熔接点(3)和第二熔接点(5),改变保偏被动光纤(4)的长度L=L2,使保偏被动光纤(4)对λ的光产生的相位差为(2m+1)π,根据公式(3),L2=(2m+1)λ/2(Δn);将线偏振光纤激光器输出尾纤(2)与长度为L2的保偏被动光纤(4)的一端采用45度错位熔接的方式进行熔接,得到第一熔接点(3);再将长度为L2的保偏被动光纤(4)的另一端与单偏振光纤(6)的一端采用45度错位熔接的方式进行熔接,得到第二熔接点(5);
3.6、45度错位熔接的第二熔接点(5)将沿着保偏被动光纤(4)快轴、慢轴传输的光进行合成,再投影到单偏振光纤(6)的慢轴上;合成后的光的偏振方向与线偏振光纤激光器输出尾纤(2)中的偏振方向相比旋转了90度,线偏振光纤激光器输出尾纤(2)快轴的光旋转到单偏振光纤(6)的慢轴上,线偏振光纤激光器输出尾纤(2)慢轴的光被单偏振光纤(6)损耗掉;单偏振光纤(6)对线偏振光纤激光器输出尾纤(2)慢轴的光通过率为0,单偏振光纤(6)对线偏振光纤激光器输出尾纤(2)快轴的光通过率为1;从光谱仪上读取通过率为0即T慢轴(λ)=0、波长为λ对应的光功率值,记为P(min);
3.8、45度错位熔接的第一熔接点(3)将沿着线偏振光纤激光器输出尾纤(2)快轴传输的光均匀分解成沿着保偏被动光纤(4)的快轴和慢轴两个正交方向传输的光;45度错位熔接的第一熔接点(3)也将沿着线偏振光纤激光器输出尾纤(2)慢轴传输的光均匀分解成沿着保偏被动光纤(4)的快轴和慢轴两个正交方向传输的光;
3.9、使用一段长度L=L1的保偏被动光纤(4),使保偏被动光纤(4)对分别在快轴、慢轴传输的波长为λ的光产生的相位差为(2m+1)π,L1=(2m+1)λ/2(Δn);
3.10、45度错位熔接的第二熔接点(5)将沿着保偏被动光纤(4)快轴、慢轴传输的光进行合成,再投影到单偏振光纤(6)的慢轴上;合成后的光的偏振方向与线偏振光纤激光器输出尾纤(2)中的偏振方向相比旋转了90度,线偏振光纤激光器输出尾纤(2)快轴的光旋转到单偏振光纤(6)的慢轴上,线偏振光纤激光器输出尾纤(2)慢轴的光被单偏振光纤(6)损耗掉;单偏振光纤(6)对线偏振光纤激光器输出尾纤(2)快轴的光通过率为1,单偏振光纤(6)对线偏振光纤激光器输出尾纤(2)慢轴的光通过率为0;从光谱仪上读取通过率为1即T快轴(λ)=1、波长为λ对应的光功率值,记为P(max);
3.11、断开第一熔接点(3)和第二熔接点(5),改变保偏被动光纤(4)的长度L=L2,使保偏被动光纤(4)对λ的光产生的相位差为2mπ,L2=mλ/(Δn);将线偏振光纤激光器输出尾纤(2)与长度为L2的保偏被动光纤(4)的一端采用45度错位熔接的方式进行熔接,得到第一熔接点(3);再将长度为L2的保偏被动光纤(4)的另一端与单偏振光纤(6)的一端采用45度错位熔接的方式进行熔接,得到第二熔接点(5);
3.12、45度错位熔接的第二熔接点(5)将沿着保偏被动光纤(4)快轴、慢轴传输的光进行合成,再投影到单偏振光纤(6)的慢轴上;合成后的光的偏振方向与线偏振光纤激光器输出尾纤(2)中的偏振方向相同;单偏振光纤(6)慢轴传输线偏振光纤激光器输出尾纤(2)慢轴的光,单偏振光纤(6)将线偏振光纤激光器输出尾纤(2)快轴的光损耗掉;单偏振光纤(6)对线偏振光纤激光器输出尾纤(2)快轴的光通过率为0,单偏振光纤(6)对线偏振光纤激光器输出尾纤(2)慢轴的光通过率为1;从光谱仪上读取通过率为0即T快轴(λ)=0,波长为λ对应的光功率值,记为P(min);
第四步,结束。
2.如权利要求1所述的基于光纤结构的线偏振光纤激光器消光比测试方法,其特征在于所述保偏被动光纤(4)的纤芯直径与线偏振光纤激光器输出尾纤(2)的纤芯直径相等,保偏被动光纤(4)的数值孔径与线偏振光纤激光器输出尾纤(2)的数值孔径相等;保偏被动光纤(4)的快轴、慢轴折射率差等于线偏振光纤激光器输出尾纤(2)的快轴、慢轴折射率差Δn。
3.如权利要求1所述的基于光纤结构的线偏振光纤激光器消光比测试方法,其特征在于所述单偏振光纤(6)的纤芯直径与线偏振光纤激光器输出尾纤(2)的纤芯直径相等,单偏振光纤(6)的数值孔径与线偏振光纤激光器输出尾纤(2)的数值孔径相等;单偏振光纤(6)的工作波长范围大于线偏振光纤激光器(1)的工作波长范围Δλ。
4.如权利要求1所述的基于光纤结构的线偏振光纤激光器消光比测试方法,其特征在于所述单模跳线(8)采用石英光纤,在线偏振光纤激光器(1)的工作波长范围Δλ内仅支持基模。
5.如权利要求1所述的基于光纤结构的线偏振光纤激光器消光比测试方法,其特征在于所述光谱仪(9)的波长扫描范围等于线偏振光纤激光器(1)的工作波长范围Δλ。
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