基于多峰分裂周期解调保偏光纤偏振耦合点位置的方法
【专利摘要】一种基于多峰分裂周期解调保偏光纤偏振耦合点位置的方法。该方法采用SLD宽带光源构建基于迈克尔逊的保偏光纤偏振耦合测试系统，由光源出射的光经起偏器耦合进保偏光纤形成激发模，光纤中的耦合点将部分激发模串扰至正交的耦合模传输，形成了激发模与耦合模的光程差，采用迈克尔逊干涉仪平衡此光程差，形成干涉；干涉信号解调步骤为：将探测器所采集到的多峰分裂条纹进行周期提取；利用多峰分裂条纹周期计算偏振耦合点的相对位置和空间分辨率。本发明通过解调干涉条纹中的多峰分裂周期，得到了偏振耦合点的相对位置，提高了偏振耦合点的空间分辨率，减小了保偏光纤双折射色散影响。该方法简单实用，具有较强的实用性。
【专利说明】基于多峰分裂周期解调保偏光纤偏振耦合点位置的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及利用多峰分裂干涉图解调保偏光纤偏振耦合点位置的方法，特别是利用保偏光纤多峰分裂现象，利用多峰分裂的周期解调光纤耦合点位置，提高了保偏光纤耦合点的空间分辨率，属于光学测量【技术领域】。
【背景技术】
[0002]保偏光纤作为一种能够保持传输光偏振态的特种光纤，通过在光纤内部引入固有内应力或改变光纤几何形状使光纤产生固有双折射，从而消除微扰双折射对传输光偏振态的影响来实现保偏传输。保偏光纤被广泛应用于相干光光纤通信系统、光纤陀螺、光无源器件以及对偏振态敏感的光纤类传感器。
[0003]基于保偏光纤耦合点偏振检测的白光干涉系统中，由于保偏光纤存在双折射，因此，随着保偏光纤的长度增加，双折射色散引起干涉包络展宽，使得相邻耦合点形成的干涉包络相连，从而相邻耦合点无法分辨，导致了保偏光纤耦合点的空间分辨率降低。为了补偿色散影响，已提出多种方法减小色散影响，提高空间分辨率。补偿色散方法主要分为两大类，一类是采用色散介质补偿，另一类是通过复杂的数据处理方法。专利200710199953提出一种色度色散补偿光纤，通过正负色散值光纤的结合补偿通信系统中光纤线路的色散。专利200710107461.9提出一种电学的方法处理采集信号，可实现对任意色散值的光纤进行补偿。专利200610052463.8提出一种光学相干层析成像中的色散补偿方法，通过在原有的单光栅快速扫描延迟线中增加一块与原有闪耀光栅平行放置的闪耀光栅来实现。以上色散补偿方法多采用色散补偿光纤或是电学、光学相位调制的补偿方法，这些方法或者只能对具有固定色散值的光纤进行补偿，或者由于其自身的频带范围有限等因素的影响，并不能实现对超宽带光信号的色散有效的补偿，或者实施装置复杂，易引入噪声和误差等。由于保偏光纤受双折射色散影响，空间分辨率随着保偏光纤长度下降，为了提高空间分辨率，专利201110242297.9提出了一种利用数据处理得到保偏光纤的双折射色散系数，得到色散补偿所需的相位因子，将补偿相位因子和带有色散信息的非线性频谱函数相乘，得到色散补偿后的干涉信号，从而提高空间分辨率。
【发明内容】
[0004]本发明目的是解决保偏光纤由于双折射色散影响，致使保偏光纤耦合点的空间分辨率随着光纤长度而下降的问题，提供一种基于多峰分裂周期解调保偏光纤偏振耦合点位置的方法。当保偏光纤较长时，光纤双折射色散致展宽的偏振耦合点干涉包络发生不同程度的重叠，产生拍频，使干涉包络分裂为多个峰，为多峰分裂现象。本发明利用多峰分裂现象提取分裂周期，从而可以提高耦合点的空间分辨率，增加了近距离耦合点的分辨本领。
[0005]本发明技术方案:
基于多峰分裂周期解调保偏光纤偏振耦合点位置的方法，采用SLD宽带光源构建基于迈克尔逊的保偏光纤偏振耦合测试系统，由光源出射的光经起偏器耦合进保偏光纤形成激发模，光纤中的耦合点将部分激发模串扰至正交的耦合模传输，形成了激发模与耦合模的光程差，采用迈克尔逊干涉仪平衡此光程差，形成干涉；该方法的具体解调步骤如下:
第1、将探测器所采集到的多峰分裂条纹进行周期提取。
[0006]首先对干涉条纹进行小波去噪，然后对多峰分裂的干涉条纹进行包络提取，并进行曲线拟合，最后计算干涉包络周期。实验中得到的多峰分裂的条纹周期为
T=ANfls，(I)
式中是两个分裂峰之间的采样点，/?是空间采样频率。
[0007]第2、利用多峰分裂条纹周期计算偏振耦合点的相对位置。
[0008]SLD光源基于高斯分布，保偏光纤在干涉条纹中将会加入附加的相位。
【权利要求】
1.一种基于多峰分裂周期解调保偏光纤偏振耦合点位置的方法，该方法采用SLD宽带光源构建基于迈克尔逊的保偏光纤偏振耦合测试系统，由光源出射的光经起偏器耦合进保偏光纤形成激发模，光纤中的耦合点将部分激发模串扰至正交的耦合模传输，形成了激发模与耦合模的光程差，采用迈克尔逊干涉仪平衡此光程差，形成干涉；其特征在于该方法的具体解调步骤如下: 第1、将探测器所采集到的多峰分裂条纹进行周期提取； 首先对干涉条纹进行小波去噪，然后对多峰分裂的干涉条纹进行包络提取，并进行曲线拟合，最后计算干涉包络周期；实验中得到的多峰分裂的条纹周期为 7= ΑΝβs，(I) 式中是两个分裂峰之间的采样点，/?是空间采样频率； 第2、利用多峰分裂条纹周期计算偏振耦合点的相对位置； SLD光源基于高斯分布，保偏光纤在干涉条纹中将会引入附加的相位,
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该方法不仅可以用于保偏光纤偏振耦合点的检测，也可以用于其它的低相干干涉系统中的干涉条纹解调。
【文档编号】G01M11/00GK104006948SQ201410260362
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月12日 优先权日:2014年6月12日
【发明者】张红霞, 任亚光, 贾大功, 刘铁根, 张以谟 申请人:天津大学