一种偏振保持光纤主轴内旋转参数的测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光纤器件的测量，尤其涉及一种偏振保持光纤主轴内旋转参数的测量 方法。
【背景技术】
[0002] 在诸如光纤通信、光纤传感、和光纤器件等系统中，已经大量使用了偏振保持光 纤。因为偏振保持光纤具有较高的线双折射，使得沿着其两个主轴之一偏振的线偏振光， 能够保持入射偏振态而长距离传输。但是，由于工艺的不成熟，偏振保持光纤在其拉制过 程中是被扭转的，这种扭转在光纤冷却后被冻结在光纤中，成为一种内部结构，也就是内旋 转。这种内旋转使得在其中沿轴传播的光也随之旋转，从而形成偏振耦合、偏振奇性、螺旋 光束、几何相位等等，这些效应都限制了高精度光纤系统的性能。如果能够定量测量出这种 内旋转，就能够计算其影响，然后在高精度传感系统中补偿或者扣除这些影响，提高系统的 精度。甚至还可以推导其产生机制，探索光纤生产过程中形成内旋转的原因，最终根除这种 内旋转，解决影响高精度光纤系统性能的这一问题。因此需要研发一种偏振保持光纤主轴 内旋转参数的测量方法。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是为了测量偏振保持光纤主轴的内旋转参数，内旋转参数包括旋转 角度和旋转速率，特别研发一种偏振保持光纤主轴内旋转参数的测量方法。该测量方法也 可以称作"对称翻转法"。
[0004] 本发明为实现上述目的所采取的技术方案是：一种偏振保持光纤主轴内旋转参 数的测量方法，其特征在于，利用生物显微镜对待测偏振保持光纤样品按如下步骤进行测 量： 步骤一.将粘有偏振保持光纤样品的夹具水平放置在显微镜载物台上，在光纤样品的 上端面平面内，以光纤中心为原点0,以水平轴为X轴，向右为正方向，建立右手平面直角坐 标系XOYZ ; 步骤二.以X轴为角度测量起始轴，标记光纤样品上端面中的应力区中心分别为P和 Q，相同应力区的中心在光纤样品下端面中的对应点分别为P和V ; 步骤三.以X轴正方向为角度测量的起始方向，测量光纤样品上端面的主轴角Z Χ0Ρ， 测量值记为α ; 步骤四.将夹具围绕X轴翻转180°，使得光纤样品的上、下端面的位置互换；此时X轴 不变，Y和Z轴分别变为t和t轴；仍以X轴正方向为角度测量的起始方向，测量翻转后 的光纤样品上端面中与所测角度Ct所对应的主轴角ZXOP'，测量值记为α '，在光纤样 品没有内旋转的平面翻转情形中，=_α ; 步骤五.在光纤样品存在内旋转的平面翻转情形中，该旋转角度记为β，根据无内旋 转的角度关系有α ' =β-α，即可人工计算出该段光纤样品的内旋转角度β = α+α '; 步骤六.利用人工计算出的该段光纤样品的内旋转角度β，即可人工计算出该段光纤 样品的内旋转速率为T = Ρ/Ζ ;其中L为测量光纤样品的长度，单位为mm。
[0005] 本发明的有益效果是：与其它测量方法相比，本测量方法简单易行，而且可以利用 同一测量系统对同一段光纤样品进行多次测量，因而具有重复性；另外也可以采用不同的 测量系统对同一段光纤样品进行测量比对，因此也具有复现性。此外，测量只需Icm光纤样 品，对光纤本身不产生破坏性。
【附图说明】
[0006] 图1为光纤样品平面翻转前的角度示意图； 图2为光纤样品平面翻转后的角度示意图； 图3为本发明的原理示意图(存在光纤主轴内旋转时的角度）； 图4为光纤夹具的正视图； 图5为光纤夹具的俯视图； 图6为光纤夹具的侧视图。
【具体实施方式】
[0007] 以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明： 本方法基于任意一个平面角在围绕角度测量起始轴翻转180°之后，绝对值不变但是 符号相反的数学原理，在同一个坐标系内，利用生物显微镜，测量长度为（lcm f L f 4cm) 的光纤样品一个端面内的主轴角度α，然后围绕角度测量起始轴对称地翻转该光纤样品 180°，（保证了两个角度是在同一个坐标系内测量的)，测量另一端面的主轴角度α'，然 后两角度求和，就得到该段光纤样品上的内旋转角度β = α+α '，最后用内旋转角度除以 光纤样品长度就得到了该段光纤样品的内旋转速率
[0008] 实施例：参照图3,以PANDA型偏振保持光纤为例，任何一段光纤都有两个端面，本 实施例取Icm光纤样品，将其竖直放置固定在显微镜载物台中间的一个夹具侧面中心处的 V型槽中，夹具厚度6mm (如图4、5、6所示)。然后按照如下步骤测量： 步骤一.将粘有偏振保持光纤样品的夹具水平放置在显微镜载物台上，在光纤样品的 上端面平面内，以光纤中心为原点0,以水平轴为X轴，向右为正方向，建立右手平面直角坐 标系XOYZ ; 步骤二.以X轴为角度测量起始轴，标记光纤样品上端面中的应力区中心分别为P和 Q，相同应力区的中心在光纤样品下端面中的对应点分别为P和V ; 步骤三.以X轴正方向为角度测量的起始方向，测量光纤样品上端面的主轴角Z Χ0Ρ， 测量值记为α ; 步骤四.将夹具围绕X轴翻转180°，使得光纤样品的上、下端面的位置互换；此时X轴 不变，Y和Z轴分别变为t和t轴；仍以X轴正方向为角度测量的起始方向，测量翻转后 的光纤样品上端面中与所测角度α所对应的主轴角ZXOP'，测量值记为α '，在光纤样 品没有内旋转的平面翻转情形中，=_α ; 步骤五.在光纤样品存在内旋转的平面翻转情形中，该旋转角度记为β，根据无内旋 转的角度关系有α ' =β-α，即可人工计算出该段光纤样品的内旋转角度β = α+α '; 步骤六.利用人工计算出的该段光纤样品的内旋转角度β，即可人工计算出该段光纤 样品的内旋转速率为Τ ;其中L为测量光纤样品的长度，单位为mm。
【主权项】
1. 一种偏振保持光纤主轴内旋转参数的测量方法，其特征在于，利用生物显微镜对待 测偏振保持光纤样品按如下步骤进行测量： 步骤一.将粘有偏振保持光纤样品的夹具水平放置在显微镜载物台上，在光纤样品的 上端面平面内，以光纤中心为原点0,以水平轴为X轴，向右为正方向，建立右手平面直角坐 标系XOYZ; 步骤二.以X轴为角度测量起始轴，标记光纤样品上端面中的应力区中心分别为P和Q，相同应力区的中心在光纤样品下端面中的对应点分别为P'和Q'; 步骤三.以X轴正方向为角度测量的起始方向，测量光纤样品上端面的主轴角ZX0P， 测量值记为a; 步骤四.将夹具围绕X轴翻转180°，使得光纤样品的上、下端面的位置互换；此时X轴 不变，Y和Z轴分别变为Y'和Z'轴；仍以X轴正方向为角度测量的起始方向，测量翻转后 的光纤样品上端面中与所测角度a所对应的主轴角ZXOP'，测量值记为a'，在光纤样 品没有内旋转的平面翻转情形中，a'=-a; 步骤五.在光纤样品存在内旋转的平面翻转情形中，该旋转角度记为P，根据无内旋 转的角度关系有a' =0-a，即可人工计算出该段光纤样品的内旋转角度f3 =a+a'; 步骤六.利用人工计算出的该段光纤样品的内旋转角度0，即可人工计算出该段光纤 样品的内旋转速率为，= #/Z.;其中L为测量光纤样品的长度，单位为mm。
【专利摘要】本发明公开了一种偏振保持光纤主轴内旋转参数的测量方法。本方法基于任意一个平面角在围绕角度测量起始轴翻转180°之后，绝对值不变但是符号相反的数学原理，在同一个坐标系内，利用生物显微镜测量光纤样品一个端面内的主轴角度α，再围绕角度测量起始轴对称翻转该光纤样品180°，测量光纤样品另一端面的主轴角度α′，然后两角度求和，得到该段光纤样品上的内旋转角度β=α+α′，最后得到内旋转速率？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？。与其它测量方法相比，本测量方法简单易行，可利用同一测量系统对同一段光纤样品进行多次测量；还可以采用不同的测量系统对同一段光纤样品进行测量比对，因此具有重复性和复现性。测量只需1cm光纤样品，对光纤本身不产生破坏性。
【IPC分类】G01D21/02
【公开号】CN105043437
【申请号】CN201510247604
【发明人】刘军号
【申请人】中国电子科技集团公司第四十六研究所
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年5月15日