CN111102994B - 一种同时测量光纤环偏振耦合分布和绕环光纤拍长的方法 - Google Patents

一种同时测量光纤环偏振耦合分布和绕环光纤拍长的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种同时测量光纤环偏振耦合分布和绕环光纤拍长的方法；测量采用基于白光干涉原理的光相干域偏振检测仪，首先在光纤环绕制时通过计米器测出光纤环长度，光纤环绕制完成后将光纤环两端尾纤与光相干域偏振检测仪两端尾纤连接；采用光相干域偏振检测仪测试光纤环偏振耦合分布；从偏振耦合分布图中识别出光纤环与光相干域偏振检测仪的两个连接点，测试并计算光纤环两条尾纤连接点在光程扫描测试时对应的光程差；根据该光程差、绕环时记录的绕环光纤长度和测试波长计算光纤拍长；则通过一次测试同时获得了光纤环的偏振耦合分布和绕环光纤的拍长。本发明测试计算方法简单，简化了测试流程，降低了设备要求，提高了测试效率。

Description

一种同时测量光纤环偏振耦合分布和绕环光纤拍长的方法
技术领域
本发明属于光学测量方法领域，具体涉及一种同时测量光纤环偏振耦合分布和绕环光纤拍长的方法。
背景技术
光纤环是光纤陀螺的核心部件和敏感元件；目前，光纤陀螺光路主要采用全保偏方案和混合偏振方案，两种方案采用的都是保偏光纤环；保偏光纤环的保偏能力是影响光纤陀螺性能的重要因素。
绕环光纤拍长是表征保偏光纤本身保偏能力的参数。光纤环偏振耦合分布是表征保偏光纤绕制成光纤环后受绕环胶、骨架材料、绕环张力等因素综合影响后表现出来的偏振耦合沿光纤长度的分布特性。两项参数的测试通常采用不同的测试设备或方法，分别需要各自的测试设备，测试流程较复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种同时测量光纤环偏振耦合分布和绕环光纤拍长的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的本发明采用以下技术方案：
一种同时测量光纤环偏振耦合分布和绕环光纤拍长的方法，包括以下步骤：
(1)保偏光纤环绕环时通过计米器等计长装置获得绕环光纤长度Lcoil；
(2)将光相干域偏振检测仪尾纤松绕放置，盘绕直径不小于50cm，将光纤环尾纤以不大于8cm直径盘绕，将光纤环尾纤与光相干域偏振检测仪输入输出端连接，连接方式可根据光相干域偏振检测仪实际情况采用光纤熔接或保偏光纤连接器连接等方式，连接对轴角度设为0°。通常采用保偏光纤熔接机或保偏光纤连接器连接保偏光纤时都会存在不小于0.5°的对轴误差，该对轴误差将产生一个远大于光纤本身偏振耦合幅值的偏振耦合点，通过这两个偏振耦合幅值较大的偏振耦合峰可识别出两个连接点。即使两个连接点恰好实现了精确的0°对轴，光纤环尾纤与光相干域偏振检测仪尾纤因盘绕半径的不同也会产生偏振耦合幅值的阶跃变化，通过此偏振耦合幅值的阶跃变化也可识别出两个连接点；
(3)采用光相干域偏振检测仪对光纤进行扫描测试，扫描测试通过调整光相干域偏振检测仪干涉部分两臂光程差来实现；扫描测试后即可获得光纤环的偏振耦合分布；
(4)在光纤环偏振耦合分布图中识别出光纤环两尾纤与光相干域偏振检测仪连接引起的偏振耦合点，并测量出两个连接引起的耦合点对应的光相干域偏振检测仪扫描光程，两个连接点光程的差值即为保偏光纤环两偏振主轴信号经过光纤环传输后的光程差Z；
(5)根据光纤环长度Lcoil、保偏光纤环两偏振主轴光信号经过光纤环传输后的光程差Z、光相干域偏振检测仪测试波长λ计算光纤环绕环光纤拍长
Figure GDA0003144865970000021
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过一套设备，进行一次测试，利用光纤环绕制时记录的绕纤长度数据和一次光纤环偏振耦合分布测试结果，既获得了光纤环的偏振耦合分布，又计算得到了绕环光纤的拍长；测试计算方法简单，相对于传统的采用两套设备分别测试光纤环偏振耦合分布和绕环光纤拍长，简化了测试流程，降低了对测试设备要求，提高了测试效率。
附图说明
图1光纤环偏振耦合分布和绕环光纤拍长的测量方法流程图；
图2光纤环偏振耦合分布和绕环光纤拍长的的测量装置简图；
图3某光纤环偏振耦合分布测量结果图；
图4某光纤环尾纤两连接点对应的扫描光程识别图(其中a中连接点光程为26.89768mm，b中连接点光程为486.13288mm)。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的阐述。
如图1所示，本发明提出了一种同时测量光纤环偏振耦合分布和绕环光纤拍长的方法，包括如下步骤：
(1)保偏光纤环绕环时通过计米器等计长装置获得绕环光纤长度Lcoil，例如某只保偏光纤环绕环光纤长度为770m；
(2)将光相干域偏振检测仪尾纤松绕放置，盘绕直径不小于50cm，将光纤环尾纤以不大于8cm直径盘绕。将光纤环尾纤与光相干域偏振检测仪输入输出端连接，如图2所示，图中光相干域偏振检测仪1、光纤熔接点或保偏光纤连接器2、光纤环3，连接方式采用光纤熔接或保偏光纤连接器连接等方式，对轴角度设为0°；
(3)采用光相干域偏振检测仪对光纤进行扫描测试，扫描测试通过调整光相干域偏振检测仪干涉部分两臂光程差来实现；扫描测试后即可获得光纤环的偏振耦合分布，测试结果如图3所示；
(4)在光纤环偏振耦合分布图中识别出光纤环两尾纤与光相干域偏振检测仪连接引起的偏振耦合点，并测量出两个连接引起的耦合点对应的光相干域偏振检测仪扫描光程，如图4所示，两个连接点对应的光程分别为26.89768mm和486.13288mm。两个连接点光程的差值即为保偏光纤环两偏振主轴光信号经过光纤环传输后的光程差Z＝486.13288mm-26.89768mm＝456.2352mm；
(5)根据光纤环长度Lcoil、保偏光纤环两偏振主轴光信号经过光纤环传输后的光程差Z、光相干域偏振检测仪测试波长λ，计算光纤环绕环光纤拍长
Figure GDA0003144865970000041
本次测试采用的光源波长为1310nm，则绕环光纤拍长
Figure GDA0003144865970000042
则通过本次测试，既获得了光纤环的偏振耦合分布图，又获得了绕环光纤的拍长。
以上所述为本发明较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种同时测量光纤环偏振耦合分布和绕环光纤拍长的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)保偏光纤环绕环时通过计长装置获得绕环光纤长度Lcoil；
(2)将光相干域偏振检测仪尾纤松绕放置，盘绕直径不小于50cm，将光纤环尾纤以不大于8cm直径盘绕，将光纤环尾纤与光相干域偏振检测仪输入输出端连接，连接方式根据光相干域偏振检测仪实际情况采用光纤熔接或保偏光纤连接器连接方式，连接对轴角度设为0°；
(3)采用光相干域偏振检测仪对光纤进行扫描测试，扫描测试通过调整光相干域偏振检测仪干涉部分两臂光程差来实现，扫描测试后即获得光纤环的偏振耦合分布；
(4)在光纤环偏振耦合分布图中识别出光纤环两尾纤与光相干域偏振检测仪连接引起的偏振耦合点，并测量出两个连接引起的耦合点对应的光相干域偏振检测仪扫描光程，两个耦合点光程的差值即为保偏光纤环两偏振主轴光信号经过光纤环传输后的光程差Z；
(5)根据光纤环长度Lcoil、保偏光纤环两偏振主轴信号经过光纤环传输后的光程差Z、光相干域偏振检测仪测试波长λ计算光纤环绕环光纤拍长
Figure FDA0003144865960000011
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