光纤器件（522)通 过保偏光纤连接，第一旋转连接器（521)使起偏器（511)的输出尾纤与待测光纤器件（522) 的输入尾纤偏振特征轴完成0°~45°对准，将起偏器（511)输出的线偏光在待测光纤器 件（522)的快轴、慢轴上产生相同的传输光分量，经过待测光纤器件（522)后，线偏光在快 轴上的传输光分量部分向慢轴耦合，线偏光在慢轴上的传输光分量部分向快轴耦合，待测 光纤器件（522)通过第二旋转连接器（523)与光程相关器（530)连接，第二旋转连接器 (523)使待测量器件的输出尾纤与光程相关器（530)输入尾纤的偏振征轴实现0°~0°对 准，使光程解调与信号探测器（530)输入尾纤快轴中传输快轴中的传输光分量和慢轴上向 快轴中的耦合光、慢轴中传输慢轴中的传输光分量和快轴上向慢轴中的耦合光； 光程解调与信号探测器（530)，由1X2偏振分束器（531)、第一支路光程相关器（540)、 第二支路光程相关器（541)和探测器组成，1X2偏振分束器（531)将光程解调与信号探测 器（530)输入尾纤中快轴与慢轴中的光束分离，一路输出快轴中的传输光分量和慢轴上向 快轴中的耦合光、一路输出慢轴中的传输光分量和快轴上向慢轴中的耦合光； 经由1X2偏振分束器（531)输出的两路分束光分别通过单模光纤传输至光程相关器 的第一支路光程相关器（540)、第二支路光程相关器（541)中，在两个支路光程相关器各自 固定长度光程参考臂和长度可变光程扫描臂中传输后进行干涉，两个支路光程相关器中的 探测器和信号检测与处理装置（560)连接，并对两个支路光程相关器产生的信号进行线性 叠加处理和分析，获得最终干涉信号，干涉信号的数值与偏振串扰的幅值、输入光能量的乘 积成正比，其光程扫描位置与偏振串扰点发生的位置相对应。
2. 根据权利要求1所述的一种光学偏振器件分布式串扰测量灵敏度增强的装置，其特 征在于：所述的光程解调与信号探测器（530)，对于第一支路光程相关器和第二支路光程 相关器的光程扫描臂结构与参数相同，两固定长度光程参考臂结构与参数相同；两个支路 光程相关器共用同一个光程扫描延迟线（549);光程扫描延迟线（549)处于运动起点位置 时，每路的光程固定参考臂的绝对光程大于光程相关扫描臂；对两个支路光程相关器探测 信号进行线性叠加处理。
3. 根据权利要求1所述的一种光学偏振器件分布式串扰测量灵敏度增强的装置，其 特征在于：所述的光程解调与信号探测器（530)，由Michelson式光程解调与探测器（630) 组成，通过待测器件及旋转连接器的线偏振光信号注入到1X2偏振分束器（631)的保偏 输入端（psl)，第一路单模光纤输出端（ps2)、第二路单模光纤输出端（ps3)分别注入到 Michelson式光程解调与信号探测器（530)的第一支路光程相关器（640)和第二支路光程 相关器（650)，信号光注入到第一 2X2光纤f禹合器（641)、第二2X2光纤f禹合器（651)中 去，从第一输入端（bs2)、第二输入端（bs5)输入，第一输出端口（bsl)、第二输出端口（bs6) 分别输出两相干支路信号光，第一支路光程相关器（640)和第二支路光程相关器（650)均 由第一 2X2光纤親合器（641)、第二2X2光纤親合器（651)、普通单模光纤、第一法拉第 旋转反射镜（644)、第二法拉第旋转反射镜（654)、第一自聚焦准直透镜（643)、第二自聚焦 准直透镜（653)、第一法拉第旋转器（642)、第二法拉第旋转器（652)、可移动光学反射镜 (649)以及第一探测器（645)、第二探测器（655)组成；在Michelson式光程解调与探测器 (630)的第一支路，第一親合器（641)的第一输出端（bs3)连接法拉第旋转反射镜（644)， 组成固定长度光程参考臂，第一耦合器（641)的第二输出端（bs4)连接法拉第旋转器（642) 并与自聚焦准直透镜(643)和可移动光学反射镜(649)组成光程扫描臂，通过固定长度光 程参考臂和光程扫描臂的两路光在第一探测器（645)上接收；在光程相关器（630)的第 二支路，第二耦合器（651)的第一输出端（bs7)连接法拉第旋转器（652)并与自聚焦准直 透镜（653)和可移动光学反射镜（649)组成光程扫描臂，第二親合器（651)的第二输出端 (bs8)连接法拉第旋转反射镜（654)，组成固定长度光程参考臂，通过固定长度光程参考臂 和光程扫描臂的两路光在第二探测器（654)上接收。
4. 根据权利要求2所述的一种光学偏振器件分布式串扰测量灵敏度增强的装置，其特 征在于：所述光程解调与信号探测器（530)由Mach-Zehnder式光程解调与探测器（730) 组成，通过待测器件及旋转连接器的线偏振光信号注入到1X2偏振分束器（731)的保偏 输入端（ps4)，第一路单模光纤输出端（ps5)与第二路单模光纤输出端（ps6)分别注入到 Mach-Zehnder式光程解调与探测器（730)的第一支路光程相关器（740)、第二支路光程相 关器（750)，信号光注入到第一IX2分束器（732)、第二IX2分束器（738)中去，从第一输 入端（bs9)、第二输入端（bsl6)输入，第一支路相关器（740)、第二支路相关器（750)各自 两输出端口，分别作差分处理后以两相干支路信号光输出，第一支路光程相关器（740)、第 二支路光程相关器（750)均由1X2分束器、普通单模光纤、偏振态控制器、2X2耦合器、环 形器、准直镜、可移动光学反射镜（744)以及探测器组成，在Mach-Zehnder式光程解调与探 测器（730)的第一支路，IX2分束器（732)将通过偏振分束器（731)的信号光分为两束，一 束通过普通单模光纤连接偏振态控制器构成固定长度光程参考臂，一束通过准直镜（734) 和可移动光学反射镜（744)组成光程扫描臂，通过固定长度光程参考臂和光程扫描臂的两 路光在第一探测器（736)和第二探测器（737)上差分接收；在Mach-Zehnder式光程解调 与探测器（730)的第二支路，1X2分束器（738)将通过偏振分束器（731)的信号光分为两 束，一束通过普通单模光纤连接偏振态控制器构成固定长度光程参考臂，一束通过准直镜 (741)和可移动光学反射镜（744)组成光程扫描臂，通过固定长度光程参考臂和光程扫描 臂的两路光在第三探测器（742)和第四探测器（743)上差分接收。
5. 根据权利要求1所述的一种光学偏振器件分布式串扰测量灵敏度增强的装置，其 特征在于：起偏器（511)，第一旋转连接器（521)、第二旋转连接器（523)，待测光纤器件 (522)，光程解调与信号探测器（530)，探测器，波长工作范围能够覆盖宽谱光源（501)的发 射光谱；起偏器（511)的输出尾纤，偏振分束器（531)输入尾纤均工作在单模、偏振保持状 态；偏振分束器（531)输出尾纤、光程相关器（530)，探测器均工作在单模状态。
【专利摘要】本发明的目的在于提供一种增强测量信号的信噪比，提高偏振串扰测量的灵敏度和动态范围，用于光学器件偏振性能的高精度测量与分析的光学偏振器件分布式串扰测量灵敏度增强的装置。一种光学偏振器件分布式串扰测量灵敏度增强的装置，包括宽谱光源、起偏器、待测偏振器件、第一光纤旋转连接器、第二光纤旋转连接器、光程解调与信号探测器、信号检测与处理装置。本发明在单一相关器测量极限的基础上，采用光程相关器两支路同步测量的结构，使用偏振分束器将传输在两偏振主轴上的信号光分离，两路干涉信号同步扫描后线性叠加，在将测量信噪比提升倍的同时，又能测量分布式串扰的绝对强度，大幅提高测量系统灵敏度和准确性。
【IPC分类】G01M11-02
【公开号】CN104792503
【申请号】CN201510223974
【发明人】杨军, 梁帅, 李创, 喻张俊, 苑勇贵, 吴冰, 彭峰, 苑立波
【申请人】哈尔滨工程大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年5月5日