专利名称:一种精度、稳定性与效率可调整的批量消偏器制作方法
技术领域:
本发明涉及一种精度、稳定性与效率可调整的批量消偏器制作方法。
技术背景消偏器是去偏光纤陀螺的核心光学部件,其原理基于宽带光源在双折射媒 质中传播时与偏振有关的损耗。它的存在可以抑制陀螺中的偏振非互易性和磁 光法拉第非互易性等,增强了光纤陀螺的抗干扰能力和可靠性。去偏光纤陀螺 中使用的消偏器由两段一定长度的保偏光纤及其双折射主轴夹角45。熔接而成 的。但由于目前在批量制作消偏器时精度、稳定性与效率的不可调整性,所以 迫切需要找到一种通用方法来弥补现有方法的不足。 发明内容为了克服现有的批量生产消偏器时的不足,本发明的目的在于提供一种精 度、稳定性与效率可调整的批量消偏器的制作方法。 本发明采用的技术方案是它包括如下步骤 条件I :偏振度P(。〉iXVF/^目标阈值; 条件II:《_《+1<0 转动次数* = 1,2,3...;1) 使电机连续以步长A正转,直到偏振度P的值大于反转阈值DOPOut为止, 紧接着让电机反转^,设此时的6角为初始值《=0,并记录相应的P^J,再让 电机反转",设此时的^角为《,并记录相应的P(《),若任意一步测量P的值不 满足条件I,则转向步骤6);2) 令转动次数1<:=1;3) 通过迭代公式n + p(:)(:力^::《,算得《+1,若条件n成立,转向步骤5),若不成立转向步骤7);4) 转动次数* + +,转向步骤3);5) 记录P(《)及《的值,并测得P化+,)的值,若条件I成立,转向步骤4),若不成立转向步骤6);6) 程序终止,融接两段光纤;7) 测得/>(《+1)的值,取P(《+0与P(《)之较小者,转向步骤6)。目标阈值DOPFlag的设定为0.05% 0.50%, A和^的选取由光纤熔接机的 马达精度决定,且0、0",过程中出现的?W)都是实时取平均得到的,采样频 率〉10Hz, 反转阈值DOPOut的取值在2% 4%。本发明与现有技术相比有以下优点现有的消偏器制作方法存在效率与精度、稳定性的不可调整性。在保证效 率的前提下往往达不到系统所需的精度、稳定性;而在保证精度、稳定性的要 求下又往往做不到高效性。针对上述缺陷,本发明采用迭代的算法,可变步长 的策略,阈值设定的方法,不仅充分利用了步进电机的高精度性,大大提高了 査找阈值位置的效率,而且使消偏器制作时做到效率与精度、稳定性的可调整 性,特别适合于批量制作消偏器。
图1是本发明采用的软件构架框图。图2是本发明采用的软件流程框图。
具体实施方式
图l中各个模块功能如下-光纤熔接机控制控制光纤熔接机的电机初对准,光纤检查,光纤对轴,光纤熔接等过程, 控制熔接机的电机运动,并接受熔接机的反馈信息。 偏振度测试仪控制模块偏振度测试仪的启动和停止过程,并接收偏振度测试仪的偏振度DOP数据 和功率数据。 参数设置包括通讯参数,显示参数和光纤熔接机参数的设置。 闭环控制软件系统的核心,也就是本发明方法。根据DOP值自动反馈控制光纤熔接 机的电机转动,完成消偏器的制作。 数据存储载入可以存储和载入偏振度DOP数据,功率数据和熔接机电机的运动记录。 图形显示实时显示偏振度DOP数据和功率数据。l.用专用的串口线分别使光纤熔接机与电脑的串口 1相连,偏振度测试仪与 电脑的串口2连接。对两段保偏光纤进行处理后放入光纤熔接机的两个夹具中,第一段光纤的另一端与超级发光二极管SLD光源尾纤相连,第二段光纤的另一端 插入偏振度测试仪中,开启超级发光二极管SLD光源的驱动电源。2. 设置一下光纤熔接机的参数,选择45。保偏光纤熔接,光纤熔接机进行45。 对轴,45°对轴结束后进入暂停。3. 开始本发明的制作方法,流程如下条件I :偏振度户(0〉iX^i^g目标阈值,目标阈值DOPFlag的设定为 0.05o/o~0.50o/o;条件II: &-《+1<0 转动次数"1,2,3…;1) 使电机连续以步长A正转,直到偏振度P的值大于反转阈值DOPOut为止, 反转阈值DOPOut的取值在2% 4%,紧接着让电机反转&,设此时的P角为初始值《-o,并记录相应的户(e。),再让电机反转e',设此时的^角为《,并记录相应的P(W,"和^的选取由光纤熔接机的马达精度决定,且e、《, 一般取0'为 0.2度,"为0.1度,若任意一步测量P的值不满足条件I ,则转向步骤6);2) 令转动次数k-l;3) 通过迭代公式《+,《+H^G:^,算得《+1,若条件II成立,尸(64 ,—尸(《-1 j / ^-i 一《转向步骤5),若不成立转向步骤7);4) 转动次数"+,转向步骤3);5) 记录尸")及《的值,并测得P"+,)的值,若条件I成立,转向步骤4), 若不成立转向步骤6);6) 程序终止,融接两段光纤;7) 测得P(《J的值,取P(U与尸K)之较小者,转向步骤6)。 过程中的P(《)都是实时取平均得到的,采样频率MOHz。
权利要求
1、一种精度、稳定性与效率可调整的批量消偏器制作方法,其特征在于包括如下步骤条件I偏振度P(θ)>DOPFlag目标阈值;条件IIθk-θk+1<0转动次数k=1,2,3...;1)使电机连续以步长θ′正转,直到偏振度P的值大于反转阈值DOPOut为止,紧接着让电机反转θ′,设此时的θ角为初始值θ0=0,并记录相应的P(θ0),再让电机反转θ″,设此时的θ角为θ1,并记录相应的P(θ1),若任意一步测量P的值不满足条件I,则转向步骤6);2)令转动次数k=1;3)通过迭代公式<math-cwu><![CDATA[<math> <mrow><msub> <mi>θ</mi> <mrow><mi>k</mi><mo>+</mo><mn>1</mn> </mrow></msub><mo>=</mo><msub> <mi>θ</mi> <mi>k</mi></msub><mo>+</mo><mfrac> <mrow><mi>P</mi><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>θ</mi><mi>k</mi> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>DOPFlag</mi> </mrow> <mrow><mi>P</mi><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>θ</mi><mi>k</mi> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>P</mi><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>θ</mi><mrow> <mi>k</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn></mrow> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>/</mo><msub> <mi>θ</mi> <mrow><mi>k</mi><mo>-</mo><mn>1</mn> </mrow></msub><mo>-</mo><msub> <mi>θ</mi> <mi>k</mi></msub> </mrow></mfrac><mo>,</mo> </mrow></math>]]></math-cwu><!--img id="icf0001" file="S200710164844XC00011.gif" wi="270" he="48" img-content="drawing" img-format="tif"/-->算得θk+1,若条件II成立,转向步骤5),若不成立转向步骤7);4)转动次数k++,转向步骤3);5)记录P(θk)及θk的值,并测得P(θk+1)的值,若条件I成立,转向步骤4),若不成立转向步骤6);6)程序终止,融接两段光纤;7)测得P(θk+1)的值,取P(θk+1)与P(θk)之较小者,转向步骤6)。
2、 根据权利要求1所述的一种精度、稳定性与效率可调整的批量消偏器制 作方法,其特征在于目标阈值DOPFlag的设定为0.05%~0.50%。
3、 根据权利要求1所述的一种精度、稳定性与效率可调整的批量消偏器制作方法,其特征在于^和^的选取由光纤熔接机的马达精度决定,且e、《。
4、 根据权利要求1所述的一种精度、稳定性与效率可调整的批量消偏器制 作方法,其特征在于过程中出现的P^)都是实时取平均得到的,采样频率 >10Hz。
5、 根据权利要求1所述的一种精度、稳定性与效率可调整的批量消偏器制 作方法,其特征在于反转阈值DOPOut的取值在2。/。 4y。
全文摘要
本发明公开了一种精度、稳定性与效率可调整的批量消偏器制作方法。消偏器使光学偏振态均匀分布而实现消偏目的,其性能主要由两段保偏光纤的长度及其双折射主轴45°的夹角决定的。本发明主要基于一种自动闭环熔接系统的迭代思想,可变步长的策略,阈值设定的方法,解决了批量制作消偏器时遇到的精度、稳定度与效率的不可调整性问题,能够精确快速地制作由同种或不同种保偏光纤构成的消偏器,特别适合于批量制作消偏器。
文档编号G02B5/30GK101221263SQ20071016484
公开日2008年7月16日 申请日期2007年12月27日 优先权日2007年12月27日
发明者承 刘, 王冬云, 舒晓武, 阮荣光 申请人:浙江大学