CN212254546U - 消光比大范围可调的消光比测试仪校准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种消光比大范围可调的消光比测试仪校准装置，其包括功率可调的第一光源，功率可调的第二光源，第一起偏器，第二起偏器和合束装置，第一起偏器设置在第一光源发出的光的光路上，第二起偏器设置在第二光源发出的光的光路上，第一光源发出的光经第一起偏器，与经过第二起偏器的第二光源发出的光在合束装置合束为一束含一对正交偏振光的光。本实用新型采用不同的独立激光器来进行分别工作，能够适用窄谱激光器，对于特殊应用领域的消光比测试仪能进行更精确的校准，并且对于两路光源可以分别控制工作状态，具有两级起偏器，可以实现0‑60dB范围的偏振度的连续调节，也可以任意打开某一个偏振态的分量，可以采用普通的光功率计进行准确的功率测量，从而确定输出光的偏振态。

Description

消光比大范围可调的消光比测试仪校准装置

技术领域

本实用新型涉及光纤传感技术领域，特别是一种消光比大范围可调的消光比测试仪校准装置。

背景技术

随着保偏光纤及其他保偏器件的技术成熟，无论是传感系统还是光通信系统都在逐步采用光学保偏方案，从而传感灵敏度和通信容量都受益匪浅，性能得到极大地提升。此时对于器件的保偏能力的测量变得必不可少，最普遍的保偏能力测量设备是偏振消光比测试仪，也叫偏振串音测试仪，它的测量原理是通过空间方式将被测光信号经过透镜准直后穿过偏振片入射到光探测器上转化为电信号，其中偏振片在旋转以检测不同偏振方向的光分量大小。此种设备受到透镜应力双折射、偏振片的检偏能力的影响、探测器的偏振响应度影响，对于极高消光比和极低消光比的测试都存在很高的不确定性。然而在光学系统中，尤其是光纤传感应用场合，极高偏振度和极低偏振度的指标都是被期望得到的，这就同时对检测测量设备提出了极高的要求。目前市面上的设备普遍标称可以达到50dB的消光比检测能力，但实际很难达到50dB并维持稳定，给计量带来了很大的不确定性；其次对于光纤传感应用中的消偏器，理论上可以达到低于0.1dB的偏振度，但常见的问题是无法找到能对低偏振度进行校准的设备。

授权公告号为CN 104280212，名为一种实现消光比量值精确可调的方法的现有技术1提供了一种实现消光比量值精确可调的方法，利用偏振分束/合束原理，实现了对两路正交偏振光的控制，通过调节两路偏振光功率达到了消光比量值可调的目的。现有技术1仍具有如下缺点：

①现有技术1采用同一个光源来进行分光然后再将两种偏振态合在一起的方式，因此所存在的问题是光源不能采用相干光源，也即存在计量时工作光源谱宽不能窄，这种光路采用窄带光源时会产生干涉现象致使功率不稳定不能正常进行计量，这对通信中实际工作在窄带范围的应用不适用；

②现有技术1的闭合回路不能单独通断某一个偏振态的光，致使能够达到的最高消光比受限；

③虽然现有技术1的出发点仍然是采用改变两束正交偏振光的功率来实现不同的消光比值，但是需要事先对衰减器、光路插损进行精确测量，且需要在校准过程中保持很高的重复性，难以实施。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题，提供了一种可实现偏振度大范围连续可调，操作简单，可重复率高，对低偏振度和高偏振度都测量精确的消光比大范围可调的消光比测试仪校准装置，其解决了背景技术中现有技术适用范围窄、不可用窄谱光源、偏振度可调范围小、测量复杂重复性差导致不确定性大的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是按如下方式实现的，一种消光比大范围可调的消光比测试仪校准装置，其包括：功率可调的第一光源，功率可调的第二光源，第一起偏器，第二起偏器和合束装置，第一起偏器设置在第一光源发出的光的光路上，第二起偏器设置在第二光源发出的光的光路上，第一光源发出的光经第一起偏器，与经过第二起偏器的第二光源发出的光在合束装置合束为一束含一对正交偏振光的光。

优选的，第一偏振片和合束装置间设置有第一检偏器，第二偏振片和合束装置间设置有第二检偏器。

本实用新型所述消光比大范围可调的消光比测试仪校准装置的校准方法，其包括如下步骤：

步骤一、将第一光源和第二光源分别打开预热，分别调节第一光源和第二光源的功率；

步骤二、将第一光源关闭，测量合束装置输出端的功率P1；

步骤三、将第一光源打开，并关闭第二光源，测量合束装置的输出端的功率P2；

步骤四、根据公式消光比PER＝10lg P1/P2，计算得到消光比；

步骤五、调节第一光源和第二光源的功率为不同的值，重复上述步骤一到步骤四，得到不同的消光比。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

①本实用新型采用不同的独立激光器来进行分别工作，首先这两个激光器是自然不相干的，因此可以采用窄谱激光器，对于特殊应用领域的消光比测试仪能进行更精确的校准，如果采用波长可调谐的光源更可以扫描测试不同波长对应的消光比数值；

②对于两路光源可以分别控制工作状态，光路中设置有两个起偏器，可以实现0-60dB范围的偏振度；

③由于可以对两路光源可以分别控制，因此可以任意打开某一个偏振态的分量，采用普通的光功率计进行准确的功率测量，从而确定输出光的偏振态。

④本实用新型只需要测量合束装置的输出端的功率，不需考虑其他因素，测量重复性高，测量精确。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施方案1所述消光比大范围可调的消光比测试仪校准装置的结构示意图。

图2是本实用新型实施方案2所述消光比大范围可调的消光比测试仪校准装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合具体实施方式和附图，对本实用新型做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

参照图1，本实用新型优选实施例1提供一种消光比大范围可调的消光比测试仪校准装置，其包括可调功率的第一光源，可调功率的第二光源、第一起偏器、第二起偏器、第一检偏器、第二检偏器和合束装置；第一光源发出的光预设为沿保偏光纤慢轴传播，依次经过第一起偏器和第一检偏器后输入到合束装置的一个输入端，第一起偏器和第一检偏器的透光轴方向与保偏光纤慢轴方向一致；第二光源发出的光预设为沿保偏光纤慢轴传播，依次经过第二起偏器和第二检偏器后输入到合束装置的另一个输入端，第一起偏器和第一检偏器的透光轴方向与保偏光纤慢轴方向一致，第一光源发出的光和第二光源发出的光经合束装置合束后得到一对正交偏振光。本实施例所使用光纤均为保偏光纤。

第一光源包括第一光源本体、第一隔离器、第一分路器和第一驱动电路；第一光源本体和第一驱动电路电连接；第一光源本体发出的光信号经过第一隔离器到达第一分路器，第一分路器将光信号分为两路，一路传播至第一起偏器，另一路经第一光电转换模块，转为电信号，进入第一功率闭环控制电路，并到达第一驱动电路；第二光源包括第二光源本体、第二隔离器、第二分路器和第二驱动电路；第一光源本体和第二驱动电路电连接；第二光源本体发出的光信号经过第二隔离器到达第二分路器，第二分路器将光信号分为两路，一路传播至第二起偏器，另一路经第二光电转换模块，转为电信号，进入第二功率闭环控制电路，并到达第二驱动电路。第一功率闭环控制电路和第二功率闭环控制电路的作用分别是使第一光源和第二光源功率稳定，使用现有的功率闭环控制电路即可。

第一光源本体电连接有用于调节功率的第一控制电路，第一控制电路与第一驱动电路电连接，进而控制第一光源本体；第二光源本体电连接有用于调节功率的第二控制电路，第二控制电路与第二驱动电路电连接，进而控制第二光源本体。第一控制电路、第二控制电路是用于第一光源和第二光源的开关，第一驱动电路、第二驱动电路为用于放大信号的中间电路，第一控制电路、第二控制电路、第一驱动电路、第二驱动电路均使用现有技术即可。

第一光源本体电连接有第一控温电路，第二光源本体电连接有第二控温电路，第一控温电路和第二控温电路用于控制温度，使用现有技术即可。

使用所述装置实现光源偏振度大范围连续可调的方法包括如下步骤：

步骤一、取第一光源，通过第一控制电路开启第一光源，并调节其功率。

步骤二、取第二光源，通过第二控制电路开启第二光源，并调节其功率。

步骤三、将第一光源关闭，测量合束装置输出端的功率P1。

步骤四、将第一光源打开，并关闭第二光源，测量合束装置的输出端的功率P2。

步骤五、根据公式消光比PER＝10lg P1/P2，计算得到消光比。

步骤六、调节第一光源和第二光源的功率为不同的值，重复上述步骤一到步骤五，得到不同的偏振度输出光。

实施例2

参照图2，本实用新型优选实施例2提供一种消光比大范围可调的消光比测试仪校准装置，其包括可调功率的第一光源，可调功率的第二光源、第一起偏器、第二起偏器和合束装置；

其中，合束装置使用授权公告号为CN106932860A，实用新型名称为2×2保偏光纤分束偏振器的中国实用新型专利所述的2×2保偏光纤分束偏振器，所述2×2保偏光纤分束偏振器自带了检偏功能，因此实施例2相对实施例1减少了第一检偏器和第二检偏器；

第一光源预设为发出的光沿保偏光纤的慢轴传播，第一光源发出的光经过第一起偏器后，之后输入到合束装置；第二光源预设为发出的光沿保偏光纤的快轴传播，第二光源发出的光经过第二起偏器后，之后输入到合束装置。最终两者在合束装置中合束为包含一对正交偏振光的光束。第一起偏器的透光轴方向与保偏光纤慢轴方向一致；第二起偏器的透光轴方向与保偏光纤快轴方向一致。本实施例所使用光纤均为保偏光纤。

第一光源包括第一光源本体、第一隔离器、第一分路器和第一驱动电路；第一光源本体和第一驱动电路电连接；第一光源本体发出的光信号经过第一隔离器到达第一分路器，第一分路器将光信号分为两路，一路传播至第一起偏器，另一路经第一光电转换模块，转为电信号，进入第一功率闭环控制电路，并到达第一驱动电路；第二光源包括第二光源本体、第二隔离器、第二分路器和第二驱动电路；第一光源本体和第二驱动电路电连接；第二光源本体发出的光信号经过第二隔离器到达第二分路器，第二分路器将光信号分为两路，一路传播至第二起偏器，另一路经第二光电转换模块，转为电信号，进入第二功率闭环控制电路，并到达第二驱动电路。第一功率闭环控制电路和第二功率闭环控制电路的作用分别是使第一光源和第二光源功率稳定，使用现有的功率闭环控制电路即可。第一驱动电路、第二驱动电路为用于放大信号的中间电路，第一功率闭环控制电路、第二功率闭环控制电路、第一驱动电路、第二驱动电路均使用现有技术即可。

第一光源还包括第一光开关和第一可调衰减器，光信号从第一分路器传播出经过第一光开关和第一可调衰减器后到达第一起偏器；第二光源还包括第二光开关和第二可调衰减器，光信号从第二分路器传播出经过第二光开关和第二可调衰减器后到达第二起偏器。

第一光源本体电连接有第一控温电路，第二光源本体电连接有第二控温电路，第一控温电路和第二控温电路用于控制温度，使用现有技术即可。

使用所述装置实现光源偏振度大范围连续可调的方法包括如下步骤：

步骤一、取第一光源，通过第一光开关开启第一光源，并通过第一可调衰减器调节其功率。

步骤二、取第二光源，通过第二光开关开启第二光源，并通过第二可调衰减器调节其功率。

步骤三、将第一光源关闭，测量合束装置输出端的功率P1。

步骤四、将第一光源打开，并关闭第二光源，测量合束装置的输出端的功率P2。

步骤五、根据公式消光比PER＝10lg P1/P2，计算得到消光比。

步骤六、调节第一光源和第二光源的功率为不同的值，重复上述步骤一到步骤五，得到不同的偏振度输出光。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种消光比大范围可调的消光比测试仪校准装置，其特征在于，其包括功率可调的第一光源，功率可调的第二光源，第一起偏器，第二起偏器和合束装置，第一起偏器设置在第一光源发出的光的光路上，第二起偏器设置在第二光源发出的光的光路上，第一光源发出的光经第一起偏器，与经过第二起偏器的第二光源发出的光在合束装置合束为一束含一对正交偏振光的光。

2.如权利要求1所述的一种消光比大范围可调的消光比测试仪校准装置，其特征在于，第一起偏器和合束装置间设置有第一检偏器；第二起偏器和合束装置间设置有第二检偏器。

3.如权利要求1或2所述的一种消光比大范围可调的消光比测试仪校准装置，其特征在于：第一光源包括第一光源本体、第一隔离器、第一分路器和第一驱动电路；第一光源本体和第一驱动电路电连接；第一光源本体发出的光信号经过第一隔离器到达第一分路器，第一分路器将光信号分为两路，一路传播至第一起偏器，另一路经第一光电转换模块，转为电信号，进入第一功率闭环控制电路，并到达第一驱动电路；第二光源包括第二光源本体、第二隔离器、第二分路器和第二驱动电路；第一光源本体和第二驱动电路电连接；第二光源本体发出的光信号经过第二隔离器到达第二分路器，第二分路器将光信号分为两路，一路传播至第二起偏器，另一路经第二光电转换模块，转为电信号，进入第二功率闭环控制电路，并到达第二驱动电路。

4.如权利要求3所述的一种消光比大范围可调的消光比测试仪校准装置，其特征在于，第一光源本体电连接有用于调节功率的第一控制电路，第一控制电路与驱动电路电连接，进而控制第一光源本体；第二光源本体电连接有用于调节功率的第二控制电路，第二控制电路与驱动电路电连接，进而控制第二光源本体。

5.如权利要求3所述的一种消光比大范围可调的消光比测试仪校准装置，其特征在于，第一光源还包括第一光开关和第一可调衰减器，光信号从第一分路器传播出经过第一光开关和第一可调衰减器后到达第一起偏器；第二光源还包括第二光开关和第二可调衰减器，光信号从第二分路器传播出经过第二光开关和第二可调衰减器后到达第二起偏器。

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