CN112161779A - 一种提高偏振消光比测量精度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高偏振消光比测量精度的方法，其中，基于方法中采用对数放大采集电路的检偏系统，测试光经过第一透镜准直后，通过旋转检偏器改变光的偏振态，再经过第二透镜汇聚，出来的光信号最后通过探测器、对数采集模块后转换成数字量，送到MCU中计算出功率值和消光比值。本发明的优势：1.更改采集电路，使用对数放大器作为消光比测试仪的电流转电压电路；2.利用等间隔延时重复采样的方式采集功率值，提高消光比的测试精度。3、减少原来消光比测试仪由于换挡造成的测试误差；4、提高消光比测量的动态范围。

Description

一种提高偏振消光比测量精度的方法
技术领域
本发明涉及偏振消光比测试技术领域，尤其涉及的是一种提高偏振消光比测量精度的方法。
背景技术
偏振消光比测试技术广泛应用在保偏光纤传感器生产和研制中。在光纤陀螺生产过程中，光学系统偏移问题是光纤陀螺系统中必须解决的技术难题，在光路中添加偏振器并用保偏光纤绕制光纤环能够解决光波在传输过程中偏振态引起的输出光强波动，从而抑制光波偏振态变化引起的光纤陀螺漂移问题；另外，高速电光调制器是高速光纤通信系统的重要部件，广泛应用于高级高速光纤通信及空间光通信，而消光比是衡量电光调制器性能的重要参数。因此，市场对偏振消光比测试仪的需求日益增大。
现有的偏振消光比测试仪是利用旋转检偏法实现消光比的测试，旋转检偏器转动一圈的过程中，测试光经过旋转检偏器件后经过光电转换、程控放大和数字转换环节得到光功率数字量，经处理器计算得出消光比值。现有技术的缺点：1.功率采集电路复杂，在低功率测试换挡时，会产生换挡误差；2.现有的消光比测试仪采样点数较少，导致消光比测试精度较低。
发明内容
本发明基于采用对数放大采集电路的检偏系统，提出了提高偏振消光比测量精度的方法，提高消光比的测试精度。
本发明的技术方案如下：一种提高偏振消光比测量精度的方法，包括
以下步骤：
步骤1：将测试光路通过光纤接入消光比测试仪检偏系统中；
步骤2：按顺序初始化5个序列xin(i＝1,2,3,4,5)；即x1n,x2n,x3n,x4n,x5n, 此五个序列用于存放从电机起始位置开始等间距采集的光功率数据，其中i代表序列的序号，n代表每个序列中光功率采集序号，为了保证等间距采样，每个序列中相邻两个点对应位置差d是相同的，并且相邻两个序列的初始点对应位置差也为d；令i＝1；
步骤3：激活序列1，设置电机转动的初始位置a，开始测试；
步骤4：电机匀速转动并从初始位置计时；
步骤5：每隔5t秒采集一次光功率值，得到光功率采样序列xin＝ {xi1,xi1+5,…,xi(1+5(n-1))}(i＝1,2,3,4,5；n＞0)，即一组光功率数据；
步骤6：判断是否激已激活第五个序列；若已经激活第五个序列，完成 5次光功率采集，即一个光功率采集周期结束，则执行步骤7的操作，否则重令i＝i+1；激活下一个序列，并设置初始位置a＝a+t,并激活新序列，重复执行步骤4；
步骤7：将得到的5个序列的元素按照时间索引进行排序，得到新的光功率采集序列 ym(m＝5n)＝ {x11,x21,x31,x41,x51,…,x1(1+5(n-1)),x2(1+5(n-1)),x3(1+5(n-1)),x4(1+5(n-1)),x5(1+5(n-1))} (n＞0)；即为最终采样序列，实现了等间距采样，并且提高了采样精度；
步骤8：搜索序列ym的最大值和最小值ymax,ymin,计算消光比 P＝ymax-ymin.
上述中，所述步骤1中的检偏系统，是采用对数放大采集电路的检偏系统，具体：测试光经光纤连接器再经过第一透镜准直后，通过旋转检偏器改变光的偏振态，再经过第二透镜汇聚，出来的光信号最后通过光电探测器、对数信号采集模块后转换成数字量，送到MCU主控制器中计算出功率值和消光比值。
上述中，所述MCU主控制器还设置与电机模块相连接，将位置数据发送到电机模块，电机模块带动旋转检偏器转动，后再经循环至MCU主控制器接收采集模块采集到的光功率值并计算。
上述中，所述MCU主控制器还设置与数据存储模块、LCD显示模块、按键控制模块相互连接相互通讯；MCU主控制器还设置与外部接口相连接，用于远程控制访问功能。
针对现有技术缺陷，本发明的优势：1.更改采集电路，使用对数放大器作为消光比测试仪的电流转电压电路；2.利用等间隔延时重复采样的方式采集功率值，提高消光比的测试精度。3、减少原来消光比测试仪由于换挡造成的测试误差；4、提高消光比测量的动态范围。
附图说明
图1为本发明实施例中基于采用对数放大采集电路的检偏系统示意图。
图2为本发明提高偏振消光比测量精度的方法流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
为了克服现有技术的缺陷，提高消光比测试精度，本发明的一个实施例是，本发明基于采用对数放大采集电路的检偏系统，提出了提高偏振消光比测量精度的方法。其中基于采用对数放大采集电路的检偏系统如图1 所示：测试光经光纤连接器再经过第一透镜准直后，通过旋转检偏器改变光的偏振态，再经过第二透镜汇聚，出来的光信号最后通过光电探测器、对数信号采集模块后转换成数字量，送到MCU主控制器中计算出功率值和消光比值。MCU主控制器还设置与电机模块相连接，将位置数据发送到电机模块，电机模块带动旋转检偏器转动，MCU主控制器接收采集模块采集到的光功率值并计算；所述MCU主控制器还设置与数据存储模块、LCD 显示模块、按键控制模块相互连接相互通讯；MCU主控制器还设置与外部接口相连接，用于远程控制访问功能
一种提高偏振消光比测量精度的方法，具体步骤为：
步骤1：将测试光路通过光纤接入消光比测试仪检偏系统中；检偏系统与上述中的基于采用对数放大采集电路的检偏系统相同，在此不再赘述；
步骤2：按顺序初始化5个序列xin(i＝1,2,3,4,5)；即x1n,x2n,x3n,x4n,x5n, 此五个序列用于存放从电机起始位置开始等间距采集的光功率数据，其中i 代表序列的序号，n代表每个序列中光功率采集序号，为了保证等间距采样，每个序列中相邻两个点对应位置差d是相同的，并且相邻两个序列的初始点对应位置差也为d；令i＝1；
步骤3：激活序列1，设置电机转动的初始位置a，即开始第一次采集，开始测试；
步骤4：电机匀速转动并从初始位置计时；
步骤5：每隔5t秒采集一次光功率值，得到光功率采样序列 xin＝{xi1,xi1+5,…,xi(1+5(n-1))}(i＝1,2,3,4,5；n＞0)，即一组光功率数据；
步骤6：判断是否激已激活第五个序列；若已经激活第五个序列，完成 5次光功率采集，即一个光功率采集周期结束，则执行步骤7的操作，否则重令i＝i+1；激活下一个序列，并设置初始位置a＝a+t,并激活新序列，重复执行步骤4；
步骤7：将得到的5个序列的元素按照时间索引进行排序，得到新的光功率采集序列 ym(m＝5n)＝ {x11,x21,x31,x41,x51,…,x1(1+5(n-1)),x2(1+5(n-1)),x3(1+5(n-1)),x4(1+5(n-1)),x5(1+5(n-1))}
(n＞0)；即为最终采样序列，实现了等间距采样，并且提高了采样精度；
步骤8：搜索序列ym的最大值和最小值ymax,ymin,计算消光比 P＝ymax-ymin.
针对现有技术缺陷，本发明的优势：1.更改采集电路，使用对数放大器作为消光比测试仪的电流转电压电路；2.利用等间隔延时重复采样的方式采集功率值，提高消光比的测试精度。3、减少原来消光比测试仪由于换挡造成的测试误差；4、提高消光比测量的动态范围。
需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种提高偏振消光比测量精度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将测试光路通过光纤接入消光比测试仪检偏系统中；
步骤2：按顺序初始化5个序列xin(i＝1，2，3，4，5)；即x1n，x2n，x3n，x4n，x5n，此五个序列用于存放从电机起始位置开始等间距采集的光功率数据，其中i代表序列的序号，n代表每个序列中光功率采集序号，为了保证等间距采样，每个序列中相邻两个点对应位置差d是相同的，并且相邻两个序列的初始点对应位置差也为d；令i＝1；
步骤3：激活序列1，设置电机转动的初始位置a，开始测试；
步骤4：电机匀速转动并从初始位置计时；
步骤5：每隔5t秒采集一次光功率值，得到光功率采样序列xin＝{xi1，xi1+5，...，xi(1+5(n-1))}(i＝1，2，3，4，5；n＞0)，即一组光功率数据；
步骤6：判断是否激已激活第五个序列；若已经激活第五个序列，完成5次光功率采集，即一个光功率采集周期结束，则执行步骤7的操作，否则重令i＝i+1；激活下一个序列，并设置初始位置a＝a+t，并激活新序列，重复执行步骤4；
步骤7：将得到的5个序列的元素按照时间索引进行排序，得到新的光功率采集序列ym(m＝5n)＝{x11，x21，x31，x41，x51，…，x1(1+5(n-1))，x2(1+5(n-1))，x3(1+5(n-1))，x4(1+5(n-1))，x5(1+5(n-1))}(n＞0)；即为最终采样序列，实现了等间距采样，并且提高了采样精度；
步骤8：搜索序列ym的最大值和最小值ymax，ymin，计算消光比P＝ymax-ymin。
2.如权利要求1所述的提高偏振消光比测量精度的方法，其特征在于，所述步骤1中的检偏系统，是采用对数放大采集电路的检偏系统，具体：测试光经光纤连接器再经过第一透镜准直后，通过旋转检偏器改变光的偏振态，再经过第二透镜汇聚，出来的光信号最后通过光电探测器、对数信号采集模块后转换成数字量，送到MCU主控制器中计算出功率值和消光比值。
3.如权利要求2所述的提高偏振消光比测量精度的方法，其特征在于，所述MCU主控制器还设置与电机模块相连接，将位置数据发送到电机模块，电机模块带动旋转检偏器转动，后再经循环至MCU主控制器接收采集模块采集到的光功率值并计算。
4.如权利要求3所述的提高偏振消光比测量精度的方法，其特征在于，所述MCU主控制器还设置与数据存储模块、LCD显示模块、按键控制模块相互连接相互通讯；MCU主控制器还设置与外部接口相连接，用于远程控制访问功能。
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