用于保偏光纖性能檢測的光學相干檢測方法研究.pdf

1、光學低相干偏振檢測技術(shù)(OCDP)對于光纖陀螺有著重要的現(xiàn)實意義，光纖陀螺在航空，航天，航海和兵器等軍用領(lǐng)域和地質(zhì)，石油勘探等民用領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景，所以對于光纖陀螺器件性能的評價對于光纖陀螺精度的提高有著至關(guān)重要的作用。本文所研究的光學低相干偏振檢測儀可以對光纖陀螺中的保偏光纖環(huán)的偏振耦合點位置和耦合強度進行測試；對保偏耦合器和Y波導的消光比進行測試。這對于光纖陀螺器件的選擇有著指引作用。本文從白光干涉的原理進行分析，基于邁克爾遜

2、白光干涉儀的基礎(chǔ)上設(shè)計光學低相干偏振檢測儀，對測試光路進行理論建模分析，并對保偏光纖環(huán)，保偏耦合器和Y波導進行實驗分析。實驗證明了光學低相干偏振檢測儀的有效性，具體研究內(nèi)容為：
　　 1本文基于白光干涉法的偏振耦合檢測是利用邁克爾遜干涉儀補償由于保偏光纖中耦合點導致的偏振主軸光波與耦合軸光波而產(chǎn)生的光程差。從而發(fā)生干涉，通過產(chǎn)生的干涉條紋分析保偏光纖中發(fā)生耦合點位置及該點耦合的強度?；诃偹咕仃嚴碚摯罱ò坠飧缮娴墓饴窋?shù)學模型。<

3、br>　　 2構(gòu)建光學低相干偏振檢測系統(tǒng)方案，搭建實驗方案平臺。對構(gòu)成系統(tǒng)中的器件的性能進行分析，并且搭建了這些關(guān)鍵器件性能測試的實驗平臺，對器件的測試數(shù)據(jù)進行分析，區(qū)別了膜片型保偏耦合器，熔融拉錐保偏耦合器和偏振分束器的不同性能，有利于器件的選擇。對比了不同光源的特點，選擇SLD寬譜光源。分別對OCDP的光路部分和整體的性能進行測試，測試得到的干涉圖樣的動態(tài)范圍為84dB，偏振靈敏度達到-84dB，觀察出兩個耦合點及各自的中心位置及

4、干涉包絡(luò)，測試判斷的兩個耦合點位置，得到分辨率為5cm以內(nèi)。
　　 3光纖陀螺中保偏光纖環(huán)的對稱性對于光纖陀螺的整體性能有著很重要的意義，所以測試保偏光纖環(huán)性能的同時必須要保證光纖環(huán)的對稱性。為了使得在光學低相干偏振檢測系統(tǒng)中無需焊接的測試，本文所設(shè)計了一套用于光學相干域偏振檢測系統(tǒng)的對軸系統(tǒng)，在OCDP中添加保偏光纖對軸機構(gòu)和光強探測計，并且提出了一個可以使待測光器件(保偏光纖環(huán))與偏振耦合測試系統(tǒng)獨立分開的方法。通過實驗驗證

5、了利用光強變化確定角度對準情況的方法的有效性，對軸角度精度1°。
　　 4本系統(tǒng)除了用于保偏光纖環(huán)的耦合性能檢測還可以用于光纖陀螺中其它器件的消光比測試，基于瓊斯矩陣建立測試Y波導，保偏耦合器的數(shù)學模型。對其器件的偏振耦合特性進行理論研究。同時利用OCDP的檢測系統(tǒng)對Y波導，保偏耦合器的消光比進行測試，保偏耦合器的消光比為22.6dB，測試的數(shù)據(jù)與理論誤差基本相符。對在測試系統(tǒng)中出現(xiàn)的二次相干峰進行研究，利用光源光譜特性與相干函