CN112697126A - 一种提升消偏器性能的方法、消偏器及混偏光纤陀螺 - Google Patents
一种提升消偏器性能的方法、消偏器及混偏光纤陀螺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种提升消偏器性能的方法、消偏器及混偏光纤陀螺，其将第一宽谱光源与Y型波导的第一输出端光纤进行熔接，将第二宽谱光源与Y型波导的第二输出端光纤进行熔接，在第一保偏光纤处接入消光比测试仪；仅开启第一宽谱光源，调整第一保偏光纤和第二保偏光纤的45°对轴角度，使得第一消光比小于预设的第一阈值；仅开启第二宽谱光源，调整第一保偏光纤和第二保偏光纤的45°对轴角度，使得第二消光比小于预设的第二阈值；同时开启第一宽谱光源和第二宽谱光源，第三消光比小于预设的第三阈值时，对第一保偏光纤和第二保偏光纤的45°对轴点进行放电熔接，采用Y波导两输出端分别接宽谱光源进行反向通光监测，以模拟光纤陀螺光纤环中顺、逆时针传输的光信号，对消偏器效果的改善更加贴合实际应用。
Description
技术领域
本发明属于光纤通信技术领域，更具体地，涉及一种提升消偏器性能的方法、消偏器及混偏光纤陀螺。
背景技术
光纤陀螺是一种基于Sagnac效应的惯性仪表，可测量相对惯性空间的旋转角速度。因其组成结构中无运动部件，具有体积小、重量轻、精度覆盖面广，在陆、海、空、天等各领域都得到了广泛的应用。陀螺光路作为Sagnac效应的敏感和检测部分，是光纤陀螺的核心部件。混偏型光路是光纤陀螺的一种光路形式。在混偏光路中，在单模光纤耦合器和Y波导之间加入消偏器，消偏器采用Y波导自带的保偏输入尾纤制作，将输入尾纤截成长度比为1：2的两段光纤，两段保偏光纤的应力主轴相对夹角45°熔接制作而成。消偏器可以提高输入到敏感环路光信号的功率稳定性和波长稳定性，降低陀螺的偏振误差，因此在光纤陀螺中得到了普遍的应用。
理论上，偏振度为Pin的偏振光经过消偏器之后，输出光波偏振度Pout为：Pout＝Pin×|cos2δ|×|cos2α|，式中，δ为输入光的主轴偏差角，α为两段保偏光纤的主轴对准角，α越接近于45°，则经过消偏器的输出光波的偏振度越接近0。一个理想的消偏器其输出光信号的偏振度为0。但实际上，由于熔接机性能的限制和测试设备的误差，通过消偏器光信号的偏振度不为0。
常规消偏器制作时可在消偏器短端光纤L1前熔接光源，对长端光纤L2端输出光信号的消光比进行监测，对45°对轴角微调保证输出消光比最小时对两段光纤进行熔接。而在混偏型光纤陀螺光路中，由于消偏器采用Y波导自带输入光纤制作，两段光纤45°对轴熔接，消偏后的光信号直接进入Y波导起偏，对消偏器45°对轴的消偏效果无法进行监测和改善导致消偏效果不甚理想。
发明内容
针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种提升消偏器性能的方法、消偏器及混偏光纤陀螺，其采用Y波导两输出端分别接宽谱光源进行反向通光监测，以模拟光纤陀螺光纤环中顺、逆时针传输的光信号，对消偏器效果的改善更加贴合实际应用。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种提升消偏器性能的方法，消偏器包括第一保偏光纤和第二保偏光纤，第二保偏光纤连接Y波导的输入端，消偏器的制作过程包括：
将第一宽谱光源与Y型波导的第一输出端光纤进行熔接，将第二宽谱光源与Y型波导的第二输出端光纤进行熔接，在第一保偏光纤处接入消光比测试仪；
仅开启第一宽谱光源，利用保偏光纤熔接机调整第一保偏光纤和第二保偏光纤的45°对轴角度，使得消光比测试仪测试得到的第一消光比小于预设的第一阈值；
仅开启第二宽谱光源，利用保偏光纤熔接机调整第一保偏光纤和第二保偏光纤的45°对轴角度，使得消光比测试仪测试得到的第二消光比小于预设的第二阈值；
同时开启第一宽谱光源和第二宽谱光源，消光比测试仪测试得到的第三消光比小于预设的第三阈值时，利用保偏光纤熔接机对第一保偏光纤和第二保偏光纤的45°对轴点进行放电熔接。
作为本发明的进一步改进，第一宽谱光源为偏振光源或者消偏光源，其中，第一宽谱光源为消偏光源时，其与Y型波导的第一输出端光纤进行0°对轴熔接；第一宽谱光源为偏振光源时，其与Y型波导的第一输出端光纤进行90°对轴熔接。
作为本发明的进一步改进，第二宽谱光源为偏振光源或者消偏光源，其中，第二宽谱光源为消偏光源时，其与Y型波导的第二输出端光纤进行0°对轴熔接；第二宽谱光源为偏振光源时，其与Y型波导的第二输出端光纤进行90°对轴熔接。
作为本发明的进一步改进，保偏光纤熔接机进行45°对轴角度对轴时先采用自动对轴模式，再采用手动对轴模式。
作为本发明的进一步改进，第一宽谱光源的工作波长为1310nm或1550nm，光源谱宽大于30nm。
作为本发明的进一步改进，第二宽谱光源的工作波长为1310nm或1550nm，光源谱宽大于30nm。
作为本发明的进一步改进，消光比测试仪的测量波长1260nm～1650nm，偏振消光比范围0～50dB。
为实现上述目的，按照本发明的另一个方面，提供了一种消偏器，消偏器包括第一保偏光纤和第二保偏光纤，第二保偏光纤连接Y波导的输入端，消偏器采用上述方法进行制作。
为实现上述目的，按照本发明的另一个方面，提供了一种混偏光纤陀螺，混偏光纤陀螺包括依次连接的单模光纤耦合器、消偏器、Y型波导和保偏光纤环，消偏器采用上述方法进行制作。
作为本发明的进一步改进，第一保偏光纤和第二保偏光纤的长度比为1：2。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
本发明提供的一种提升消偏器性能的方法、消偏器及混偏光纤陀螺，其采用Y波导两输出端分别接宽谱光源进行反向通光监测，以模拟光纤陀螺光纤环中顺、逆时针传输的光信号，对消偏器效果的改善更加贴合实际应用，解决了Y波导输入端光纤制作消偏器无法进行监测和改善的问题，进一步提升了整体光路中消偏器的消偏效果，有利于光纤陀螺性能的提升，同时，其对消偏器的制作不依赖于光纤陀螺光路，仅需单个Y波导器件就可以制作，适合于批量生产，提高了生产效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种提升消偏器性能的方法的示意图；
图2是本发明实施例提供的消光比测试的示意图；
图3是本发明实施例提供的一种混偏光纤陀螺的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
下面结合实施例和附图对本发明提供的一种提升消偏器性能的方法的工作原理进行详细说明。
图1是本发明实施例提供的一种提升消偏器性能的方法的示意图。如图1所示，一种提升消偏器性能的方法，消偏器包括长度分别为L1和L2的2段保偏光纤，L2段保偏光纤连接Y波导的输入端，制作消偏器的过程包括：
图2是本发明实施例提供的消光比测试的示意图。如图2所示，将第一宽谱光源与Y型波导的第一输出端光纤进行熔接，将第二宽谱光源与Y型波导的第二输出端光纤进行熔接，在L1段保偏光纤处接入消光比测试仪；
仅开启第一宽谱光源，利用保偏光纤熔接机调整Y波导输入端光纤L1段与L2段的对轴角度，通过在L1段保偏光纤处接入消光比测试仪，以测试经过消偏器后的消光比，对L1段与L2段的45°对轴角度进行微调使消光比测试仪测试得到的第一消光比小于预设的第一阈值(作为一个示例，第一阈值可以取为0.1dB)，关闭第一宽谱光源；
仅开启第二宽谱光源，利用保偏光纤熔接机调整Y波导输入端光纤L1段与L2段的对轴角度，通过在L1段保偏光纤处接入消光比测试仪，以测试经过消偏器后的消光比，对L1段与L2段的45°对轴角度进行微调使消光比测试仪测试得到的第二消光比小于预设的第二阈值(作为一个示例，第二阈值可以取为0.1dB)，关闭第二宽谱光源；
同时开启第一宽谱光源和第二宽谱光源，通过在单模耦合器的输入端接入消光比测试仪，以测试经过消偏器后的消光比，消光比测试仪测试得到的第三消光比小于预设的第三阈值(作为一个示例，第三阈值可以取为0.1dB)，利用保偏光纤熔接机对L1段与L2段的45°对轴点进行放电熔接，以完成消偏器的制作。
可选的，第一宽谱光源和/或第二宽谱光源的工作波长为1310nm或1550nm，光源谱宽大于30nm，出纤功率范围(10μW～2mW)。
可选的，第一宽谱光源为偏振光源或者消偏光源，其中，第一宽谱光源为消偏光源时，其与Y型波导的第一输出端光纤进行0°对轴熔接；第一宽谱光源为偏振光源时，其与Y型波导的第一输出端光纤进行90°对轴熔接，以保证宽谱偏振光源偏振方向与Y波导的起偏方向保持一致。
可选的，第二宽谱光源为偏振光源或者消偏光源，其中，第二宽谱光源为消偏光源时，其与Y型波导的第二输出端光纤进行0°对轴熔接；第二宽谱光源为偏振光源时，其与Y型波导的第二输出端光纤进行90°对轴熔接，以保证宽谱偏振光源的偏振方向与Y波导的起偏方向保持一致。
可选的，保偏光纤熔接机对45°对轴角度对轴时先采用自动对轴模式，再采用手动对轴模式。
可选的，消光比测试仪的测量波长1260nm～1650nm，偏振消光比范围0～50dB。
上述消偏器的制作过程中，采用Y波导的两段输出端光纤分别接两台宽谱光源，并在单模耦合器的输入端接入单模探测器，从而可以在Y波导前消偏器的制作过程中进行反向通光消偏，通过控制光源开启顺序并测试单模耦合器的输入端的消光比以调整L1段与L2段的45°对轴角度，实现Y波导输入端消偏器消偏性能提升。通过测试常规消偏器和采用本发明实施例中的方法得到的消偏器的消光比发现，常规消偏器的消光比测试值依次为0.18dB、0.43dB、0.23dB、0.58dB和0.44dB，其平均值为0.37dB，采用本发明实施例中的方法得到的消偏器的消光比测试值依次为0.09dB、0.05dB、0.06dB、0.05dB和0.06dB，其平均值为0.06dB，采用本发明实施例中的方法得到的消偏器的消光比测试值显著降低，因此，本发明实施例本发明实施例的提升消偏器性能的方法解决了现有技术中Y波导输入端光纤制作消偏器无法进行监测和改善的技术问题，其采用Y波导两输出端分别接宽谱光源进行反向通光监测，模拟了光纤陀螺光纤环中顺、逆时针传输的光信号，对消偏器效果的评估更加贴合实际应用，对消偏器的制作不依赖于整个光纤陀螺光路，仅需单个Y波导器件就可以制作，适合于批量生产，提高了生产效率。
一种消偏器，消偏器包括长度分别为L1和L2的2段保偏光纤，L2段保偏光纤连接Y波导的输入端，其中，制作消偏器的过程包括：
将第一宽谱光源与Y型波导的第一输出端光纤进行熔接，将第二宽谱光源与Y型波导的第二输出端光纤进行熔接；
仅开启第一宽谱光源，利用保偏光纤熔接机调整Y波导输入端光纤L1段与L2段的对轴角度，通过在L1段保偏光纤处接入消光比测试仪，以测试经过消偏器后的消光比，对L1段与L2段的45°对轴角度进行微调使消光比测试仪测试得到的第一消光比小于预设的第一阈值，关闭第一宽谱光源；
仅开启第二宽谱光源，利用保偏光纤熔接机调整Y波导输入端光纤L1段与L2段的对轴角度，通过在L1段保偏光纤处接入消光比测试仪，以测试经过消偏器后的消光比，对L1段与L2段的45°对轴角度进行微调使消光比测试仪测试得到的第二消光比小于预设的第二阈值，关闭第二宽谱光源；
同时开启第一宽谱光源和第二宽谱光源，通过在单模耦合器的输入端接入消光比测试仪，以测试经过消偏器后的消光比，消光比测试仪测试得到的第三消光比小于预设的第三阈值，利用保偏光纤熔接机对L1段与L2段的45°对轴点进行放电熔接，以完成消偏器的制作。
可选的，第一宽谱光源和/或第二宽谱光源的工作波长为1310nm或1550nm，光源谱宽大于30nm，出纤功率范围(10μW～2mW)。
可选的，第一宽谱光源为偏振光源或者消偏光源，其中，第一宽谱光源为消偏光源时，其与Y型波导的第一输出端光纤进行0°对轴熔接；第一宽谱光源为偏振光源时，其与Y型波导的第一输出端光纤进行90°对轴熔接，以保证宽谱偏振光源偏振方向与Y波导的起偏方向保持一致。
可选的，第二宽谱光源为偏振光源或者消偏光源，其中，第二宽谱光源为消偏光源时，其与Y型波导的第二输出端光纤进行0°对轴熔接；第二宽谱光源为偏振光源时，其与Y型波导的第二输出端光纤进行90°对轴熔接，以保证宽谱偏振光源的偏振方向与Y波导的起偏方向保持一致。
可选的，保偏光纤熔接机对45°对轴角度对轴时先采用自动对轴模式，再采用手动对轴模式。
可选的，消光比测试仪的测量波长1260nm～1650nm，偏振消光比范围0～50dB。
图3是本发明实施例提供的一种混偏光纤陀螺的结构示意图。如图3所示，一种混偏光纤陀螺，该混偏光纤陀螺包括依次连接的单模光纤耦合器、消偏器、Y型波导和保偏光纤环，消偏器包括长度分别为L1和L2的2段保偏光纤，L1和L2的长度比为1：2，L2段保偏光纤连接Y波导的输入端，其中，制作消偏器的过程包括：
将第一宽谱光源与Y型波导的第一输出端光纤进行熔接，将第二宽谱光源与Y型波导的第二输出端光纤进行熔接；
仅开启第一宽谱光源，利用保偏光纤熔接机调整Y波导输入端光纤L1段与L2段的对轴角度，通过在L1段保偏光纤处接入消光比测试仪，以测试经过消偏器后的消光比，对L1段与L2段的45°对轴角度进行微调使消光比测试仪测试得到的第一消光比小于预设的第一阈值，关闭第一宽谱光源；
仅开启第二宽谱光源，利用保偏光纤熔接机调整Y波导输入端光纤L1段与L2段的对轴角度，通过在L1段保偏光纤处接入消光比测试仪，以测试经过消偏器后的消光比，对L1段与L2段的45°对轴角度进行微调使消光比测试仪测试得到的第二消光比小于预设的第二阈值，关闭第二宽谱光源；
同时开启第一宽谱光源和第二宽谱光源，通过在单模耦合器的输入端接入消光比测试仪，以测试经过消偏器后的消光比，消光比测试仪测试得到的第三消光比小于预设的第三阈值，利用保偏光纤熔接机对L1段与L2段的45°对轴点进行放电熔接，以完成消偏器的制作。
本发明实施例本发明实施例的提升消偏器性能的方法解决了现有技术中Y波导输入端光纤制作消偏器无法进行监测和改善的技术问题，进一步提升了混偏光纤陀螺中消偏器的消偏效果，有利于混偏光纤陀螺性能的提升。
可选的，第一宽谱光源和/或第二宽谱光源的工作波长为1310nm或1550nm，光源谱宽大于30nm，出纤功率范围(10μW～2mW)。
可选的，第一宽谱光源为偏振光源或者消偏光源，其中，第一宽谱光源为消偏光源时，其与Y型波导的第一输出端光纤进行0°对轴熔接；第一宽谱光源为偏振光源时，其与Y型波导的第一输出端光纤进行90°对轴熔接，以保证宽谱偏振光源偏振方向与Y波导的起偏方向保持一致。
可选的，第二宽谱光源为偏振光源或者消偏光源，其中，第二宽谱光源为消偏光源时，其与Y型波导的第二输出端光纤进行0°对轴熔接；第二宽谱光源为偏振光源时，其与Y型波导的第二输出端光纤进行90°对轴熔接，以保证宽谱偏振光源的偏振方向与Y波导的起偏方向保持一致。
可选的，保偏光纤熔接机对45°对轴角度对轴时先采用自动对轴模式，再采用手动对轴模式。
可选的，消光比测试仪的测量波长1260nm～1650nm，偏振消光比范围0～50dB。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种提升消偏器性能的方法，其特征在于，所述消偏器包括第一保偏光纤和第二保偏光纤，所述第二保偏光纤连接Y波导的输入端，所述消偏器的制作过程包括：
将所述第一宽谱光源与Y型波导的第一输出端光纤进行熔接，将所述第二宽谱光源与Y型波导的第二输出端光纤进行熔接，在所述第一保偏光纤处接入消光比测试仪；
仅开启所述第一宽谱光源，利用保偏光纤熔接机调整第一保偏光纤和第二保偏光纤的45°对轴角度，使得消光比测试仪测试得到的第一消光比小于预设的第一阈值；
仅开启所述第二宽谱光源，利用保偏光纤熔接机调整第一保偏光纤和第二保偏光纤的45°对轴角度，使得消光比测试仪测试得到的第二消光比小于预设的第二阈值；
同时开启所述第一宽谱光源和第二宽谱光源，消光比测试仪测试得到的第三消光比小于预设的第三阈值时，利用保偏光纤熔接机对第一保偏光纤和第二保偏光纤的45°对轴点进行放电熔接。
2.如权利要求1所述的一种提升消偏器性能的方法，其中，第一宽谱光源为偏振光源或者消偏光源，其中，第一宽谱光源为消偏光源时，其与Y型波导的第一输出端光纤进行0°对轴熔接；第一宽谱光源为偏振光源时，其与Y型波导的第一输出端光纤进行90°对轴熔接。
3.如权利要求1所述的一种提升消偏器性能的方法，其中，第二宽谱光源为偏振光源或者消偏光源，其中，第二宽谱光源为消偏光源时，其与Y型波导的第二输出端光纤进行0°对轴熔接；第二宽谱光源为偏振光源时，其与Y型波导的第二输出端光纤进行90°对轴熔接。
4.如权利要求1所述的一种提升消偏器性能的方法，其中，所述保偏光纤熔接机进行45°对轴角度对轴时先采用自动对轴模式，再采用手动对轴模式。
5.如权利要求1所述的一种提升消偏器性能的方法，其中，所述第一宽谱光源的工作波长为1310nm或1550nm，光源谱宽大于30nm。
6.如权利要求1所述的一种提升消偏器性能的方法，其中，所述第二宽谱光源的工作波长为1310nm或1550nm，光源谱宽大于30nm。
7.如权利要求1所述的一种提升消偏器性能的方法，其中，所述消光比测试仪的测量波长1260nm～1650nm，偏振消光比范围0～50dB。
8.一种消偏器，其特征在于，所述消偏器包括第一保偏光纤和第二保偏光纤，所述第二保偏光纤连接Y波导的输入端，所述消偏器采用权利要求1-7中任一项所述的方法进行制作。
9.一种混偏光纤陀螺，其特征在于，所述混偏光纤陀螺包括依次连接的单模光纤耦合器、消偏器、Y型波导和保偏光纤环，所述消偏器采用权利要求1-7中任一项所述的方法进行制作。
10.如权利要求9所述的一种混偏光纤陀螺，其中，所述第一保偏光纤和第二保偏光纤的长度比为1：2。
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| Publication number | Publication date |
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| CN112697126B (zh) | 2022-03-08 |
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Legal Events
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