中，原子相干性A1会一直留在铷原子系综10里面，而信号光场S1与栗浦光场P —起从铷原子系综10中传播出来，分别沿着光纤线圈9的相向传播，并经过半波片7和极化分束器5作用重新原路返回到铷原子系综10中。重新返回到铷原子系综10的栗浦光P与原子相干性A1相互作用，产生偏振垂直的信号光S2，此时S2光强与待测角速度引起的相位变化有关。
[0029]因此，在光纤线圈9中，信号光、栗浦光及其背向散(反)射光的偏振特性变化趋势如下所示:
[0030]信号光:5(||)—9(||)—7(丄)一5(丄)
[0031]栗浦光:5(丄)一7(||)—9(||) —5(||)
[0032]信号光引起的背向散(反)射:5( ||) —9(||) —5(||)
[0033]栗浦光引起的背向散(反)射:5(丄)一7(||) — 9(||) — 7(丄)一5(丄)
[0034]其中，II代表水平偏振光，丄代表垂直偏振光。可以看出，信号光S1、栗浦光P与其各自对应的背向散射光在光纤线圈9中传播路径是不同的，这将导致信号光S1、栗浦光P与其各自对应的背向散射光在光纤线圈9中偏振态上是不同的。当偏振垂直信号光S1和偏振水平栗浦光P再次返回到作用介质单元10发生非线性相互作用时，将产生垂直偏振的信号光S2。相对而言，返回到作用介质单元10时，信号光S1的背向散射光为水平偏振，栗浦光P的背向散射光为垂直偏振。这两束背向散射光与作用介质单元10发生非线性相互作用时，将产生偏振水平的信号光S3。信号光S2与S3通过极化分束器4实现分离，从而可以有效消除背向散(反)射光的干扰。
[0035]与此同时，在光纤线圈9中，信号光与栗浦光引起的偏振交叉耦合光变化趋势如下所示:
[0036]信号光引起的偏振交叉親合光:5( II ) — 9(丄)一7 ( II ) — 5( II )
[0037]栗浦光引起的偏振交叉耦合光:5(丄)一7( II ) — 9(丄)一5(丄)
[0038]其中，II代表水平偏振光，丄代表垂直偏振光。可以看出，信号光S1和栗浦光P在光纤线圈9中发生偏振交叉親合，将原本偏振水平的信号光S0与偏振垂直的栗浦光P分别变为垂直偏振和水平偏振。再经过半波片7的作用，将信号光S1和栗浦光P引起的偏振交叉耦合光分别变为水平偏振和垂直偏振。最终信号光S1和栗浦光P引起的偏振交叉耦合光直接从极化分束器5水平出射，实现信号光S1、栗浦光P与其偏振交叉親合光的分离，从而可以有效消除偏振交叉耦合光的干扰。
[0039]如图1-图2所示，在本发明提出的利用光与作用介质单元的非线性作用过程消除全光Sagnac干涉仪中寄生光的方法中，利用偏振正交的栗浦光和信号光与作用介质单元发生非线性作用过程，产生物质相干性与栗浦光、信号光之间的相位和强度关联。同时，将非线性作用过程与光纤线圈的Sagnac效应结合，通过控制信号光与栗浦光在光纤线圈的偏振特性，使其与背向散(反)射和偏振交叉耦合等引起的寄生光在偏振态上分离，从而可以有效消除寄生光的干扰，为高精度测量发展提供了新途径。
[0040]以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
【主权项】
1.一种消除全光Sagnac干涉仪中寄生光的方法，其特征在于，包括: 步骤一:偏振水平的信号光SO与偏振垂直的栗浦光P在作用介质单元10中发生非线性相互作用，产生物质相干性A0的同时，将信号光S0被放大为S1。其中，物质相干性A0与栗浦光P、信号光S1之间存在相位和强度关联。 步骤二:步骤一产生的物质相干性A0留在作用介质单元10中，而被放大的信号光S1与栗浦光P —起从作用介质单元10中传播出来，经极化分束器5分束，沿着光纤线圈9相向传播。在光纤线圈9 一端串接半波片7，信号光S1和栗浦光P的偏振特性分别变为垂直偏振和水平偏振，经极化分束器5作用重新返回到作用介质单元10中发生第二次非线性相互作用；此时，待测角速度引起的相位变化被调制到信号光S1和栗浦光P相位差信号中； 步骤三:重新返回到作用介质单元10的栗浦光P、信号光S1与物质相干性A0相互作用，产生偏振垂直的信号光S2被探测器探测，此时S2光强与待测角速度引起的相位变化有关。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述入射信号光场S0和栗浦光场P均为脉冲模式。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述入射信号光S0与栗浦光P是偏振正交。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述入射信号光S0与栗浦光P是由激光器发出的相干光源，且信号光与栗浦光满足双光子共振条件。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述栗浦光P和信号光S1经串接在光纤线圈9 一端的半波片7作用，偏振特性发生改变，达到栗浦光P和信号光S1再次返回到作用介质单元10的目的。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述作用介质单元10选自处于基态的原子、尚子、分子或者量子点。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信号光S1、栗浦光P与其各自对应的背向散射光在光纤线圈9中传播路径是不同的，这将导致信号光S1、栗浦光P与其各自对应的背向散射光在光纤线圈9中偏振态上是不同的。当偏振垂直的信号光S1和偏振水平的栗浦光P再次返回到作用介质单元10发生非线性相互作用时，将产生偏振垂直的信号光S2。相对而言，返回到作用介质单元10时，信号光S1的背向散射光为水平偏振，栗浦光P的背向散射光为垂直偏振。这两束背向散射光与作用介质单元10发生非线性相互作用时，将产生偏振水平的信号光S3。信号光S2与S3通过极化分束器4实现分离，从而可以有效消除背向散(反)射光的干扰；其中，信号光、栗浦光及其各自对应的背向散(反)射光的偏振特性在光纤线圈9中具体变化趋势如下所示: 信号光:5(11) —9(||) 一7(丄)一5(丄) 栗浦光:5(丄)一7(| I) —9(| I) —5(| I) 信号光引起的背向散(反)射:5(11) —9(11) —5(11) 栗浦光引起的背向散(反)射:5(丄)一9(丄)一5(丄) 其中，11代表水平偏振光，丄代表垂直偏振光。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信号光S1和栗浦光P在光纤线圈9中发生偏振交叉親合，将原本偏振水平的信号光so与偏振垂直的栗浦光P分别变为垂直偏振和水平偏振。再经过半波片7的作用，将信号光S1和栗浦光P引起的偏振交叉耦合光分别变为水平偏振和垂直偏振。最终信号光S1和栗浦光P引起的偏振交叉耦合光直接从极化分束器5水平出射，实现信号光S1、栗浦光P与其偏振交叉親合光的分离，从而可以有效消除偏振交叉耦合光的干扰。其中，由信号光与栗浦光引起的偏振交叉耦合光在在光纤线圈9中具体变化趋势如下所示: 信号光引起的偏振交叉親合光:5 ( II ) — 9 (丄)一7 ( II ) — 5 ( II ) 栗浦光引起的偏振交叉耦合光:5(丄)一7(||) — 9(丄)一5(丄) 其中，11代表水平偏振光，丄代表垂直偏振光。
【专利摘要】本发明提出的基于光与物质非线性作用过程消除全光Sagnac干涉仪中寄生光的方法，包括：两束偏振正交且工作在脉冲模式下的相干光(泵浦光和信号光)，以及能够与相干光发生非线性作用过程的作用介质单元。其中，偏振正交的泵浦光和信号光与作用介质单元发生非线性作用过程，产生物质相干性。该物质相干性与泵浦光、信号光之间存在相位和强度关联。将该非线性作用过程与光纤线圈的Sagnac效应结合，通过控制信号光与泵浦光在光纤线圈的偏振特性，使其与背向散(反)射和偏振交叉耦合等引起的寄生光在偏振态上分离，从而可以有效消除全光Sagnac干涉仪中寄生光的干扰，为高精度测量发展提供了新途径。
【IPC分类】G02F1/35
【公开号】CN105278205
【申请号】CN201510340215
【发明人】吴媛, 陈冰, 郭进先, 陈树英, 陈丽清, 张卫平
【申请人】华东师范大学
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年6月18日