之间会由于保偏光纤内在缺陷或者外 在压力产生光学禪合。保偏光纤慢轴和快轴间的模式禪合称为偏振串扰。一种描述偏振串 扰的方法是慢轴和快轴中分别传输的两个偏振模式的光强比。在具体应用中，需要确定在 保偏光纤中偏振串扰的发生的位置和偏振串扰的程度。
[0042] 沿保偏光纤慢轴和快轴传输的光波的干设可在保偏光纤发生禪合的位置产生一 个实干设信号和一个鬼峰干设信号，此鬼峰干设信号是由多个串扰点之间的光波的多重禪 合造成的。当保偏光纤中存在多个强串扰点时，鬼峰信号会很强，从而导致对串扰位置和强 度的错误判断。
[0043] 现在请参考图2A-2C。在图2A中，从宽带光源发出的宽带光101在位置A110输入 到保偏光纤中。光101具有一个与保偏光纤的慢轴对准的偏振分量。在位置B处的压力导 致沿保偏光纤快轴和慢轴两个正交偏振态间产生偏振禪合，产生一个与快轴对准的偏振分 量。因为两个偏振分量W不同的速度在光纤中传输，因此在光纤的输出端111 (位置C)，两 个偏振分量会经历不同的延迟：
[0044] AZ = n^z-rifZ =Anz(1) W45] 其中n郝nf分别是沿慢轴和快轴的折射率，两个折射率之差an是双折射率，z是禪合点B到输出点C间的距离。如果放置在光纤输出端111之后的光学起偏器120的偏 振轴与保偏光纤的慢轴成45° (如图2B)，两偏振分量各自一半的光功率通过偏振片并具 有相同的线偏振态，其方向与光学起偏器120的偏振轴相同。
[0046] 因此，当用干设仪接收从光学起偏器120输出的光时，光学起偏器120的作用就是 使接收光发生光学干设，其中接收光分别包含在两个偏振模式中的偏振分量，运种光学干 设可W用于偏振串扰测量。
[0047] 在此，作为干设仪的例子用了一个迈克尔逊干设仪。分束器130用来接收从光学 起偏器120输出的光，并且将接收光分为沿第一光路142传输到固定反射镜140的第一束 光，和沿第二光路143传输到一个可移动反射镜141的第二束光。用一个驱动器控制可移 动反射镜141的位置来调整第二光路143相对于第一光路142的光程差。两个反射镜140、 144将两束光分别沿第一路径和第二路径反向传输到分束器130。从两个反射镜140和141 返回的光束在分束器130处相互发生空间交叠，产生光学干设输出光132,其包括具有周期 干扰峰的干设信号，此信号由反射镜141的位置发生移动产生。由于移动反射镜141而产生 的两相邻干设峰间的距离是Anz，因此，由方程（1)可知，保偏光纤中的禪合点的位置为：Z =Az/An。因此，利用干设图可定位干设点，同时通过干设峰可计算禪合比。
[0048] 图2C表明在保偏光纤中可包含多个禪合点的情况。在此情况下，测量过程将更加 复杂。假设在保偏光纤中存在（n+1)个禪合点（耐叫2-'X。)，沿慢轴输入的线偏振的波包 112在保偏光纤的输出端113分为化个沿慢轴传输的的小波包和化个沿快轴传输的小波 包。因此，在第i个禪合点，两个波包序列Pu和P分别沿慢轴和快轴偏振，在其传输光路 中包含2i个波包，它们的光程可W表示为：
[0050] 其中Pm，j和Pfi，j分别表示在序列Psi和P第j个波包。在第a+ 1)个禪合点 后的波包序列的光程可由下式计算：
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[0057] 其中c。是在禪合点X。的禪合系数，并可用于串扰定义的一个参数：化osstalk= 油S(10*l〇gCn)。
[0058] 在通过45°光学起偏器120后，原始沿偏振光纤慢轴和快轴传输的两个波包序列 Psn和Psn，将相互混合成一个波包序列并沿光学起偏器120的传输方向偏振。沿光学起偏 器120偏振方向传输的波包序列的光程P和对应的光强可由下式计算：
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[0061] 在第二光路反射镜141移动改变其位置时，波包序列P(参见公式7)中的任意两 个脉冲可W产生一个干设信号，同时干设条纹的位置由两个脉冲间的延迟差决定。n个禪合 点总共有化(2N-1)个峰，其中有n个峰表明实际的禪合点，其余的均为鬼峰。运些鬼峰不 仅产生假的禪合信号，而且还可能形成由真实禪合点产生的真实干设峰中的一部分，因此 运些鬼峰将会降低测量串扰分布和幅度的精确度。
[0062] 从式（7)和（8)可看出，波包序列包含两组，一组由式（7)的上半部分表示为Pg。1， 在保偏光纤中沿慢轴；另一组为公式（7)的下半部分表示为Phi，在保偏光纤中沿快轴。在 组中任两个脉冲的干设图的位置与保偏光纤最后一节的长度无关，它们的延 迟差均小于An。在P化-1组中任两个脉冲的干设图样位置也与保偏光纤最后一 节的长度（x"-x。1)无关，它们的延迟差均小于（X。1-X。）An。对于波包P中的上半部和下半 部之间的干设，分别从Ps。1和Pf。1的组中任一波其延迟差为（X。1-X。）An+(P,。1，iPf。i，k)。 如果最后一节保偏光纤的长度1比保偏光纤从0到n-1段总共长度要长的情况下，在 此位置的干设峰将被分成两组，一组是由在Ps。1或Pf。1中任两个波包间产生的干设形成； 另一组是分别由Pg。1序列的一个波包和Pf。1序列的一个波包干设而成。一段具有高消光比 巧时的保偏光纤链路通常表明保偏光纤的禪合系数cl、c2，，，..ci很小，所W在式（7)的脉 冲P1有相对高的功率。如果由二次W上的禪合产生，同时忽略3阶W上的干设项，运时在 第二组干设组中仅有n个干设信号，对应的干设仪（图2A)中的参考臂的第一光路142与 干设仪的改变臂的第二光路的延迟差为：
[0064]其中准确的对应保偏光纤从0到n-1个禪合点。
[00化]为减少鬼峰，可在保偏光纤和光学起偏器220间插入一个光学延迟器W可W有选 择地对在保偏光纤传输光的两个偏振模其中一个中引入一个附加光学延迟。图3所示为 一个典型的用于测量在光学偏振介质（如保偏光纤）中的偏振串扰的装置，该装置在待测 保偏光纤和干设仪间加入一个光学延迟器件，下面具体阐述该装置的工作过程。在通过待 测保偏光纤202后，入射光201分成两束正交波包序列，且分别沿慢轴和快轴偏振。延迟器 210在两个正交波包序列间附加一个延迟以其中在空气中的延迟L应比AnX1要长，其中 An是双折射率，1是保偏光纤长度。在本例中，附加延迟L加载到保偏光纤沿慢轴方向偏 振的光上。在通过45。光学起偏器220后，运两个经过附加延迟L的波包序列混合在一起， 并具有相同的偏振态，此偏振态由光学起偏器220决定。在光学起偏器220之后的干设仪 230用来产生一系列延迟在AnXl和a-AnXl)间的干设信号。运些干设信号仅与在禪 合位置产生的偏振禪合引起的实信号对应，鬼峰被抑制或消除。处理器240用于接收干设 仪230的输出信号通过处理输出的信号来测量保偏光纤禪合点的位置和强度。
[0066] 考虑运样一种情况，沿保偏光纤存在立个禪合点Xi、而、X3,且输入保偏光纤的光偏 振方向沿保偏光纤的慢轴，没有快轴分量。在每个禪合点，光不仅从慢轴的偏振模式禪合到 快轴的偏振模式中，也从快轴的偏振模式禪合到慢轴的偏振模式中。运样禪合的结果是，保 偏光纤输出的波包序列包含了多次禪合的波包。
[0067] 在经过45°偏振片后，沿慢轴和快轴方向的波包将互相混合。如果该混合光输入 到干设仪中，当干设仪的一臂的延迟发生改变，可获得一系列的干设峰。产生的干设峰代表 真实禪合点和鬼峰，鬼峰与真实禪合点不同，并在鉴定真实禪合点时产生错误。鬼峰也可能 会叠加到真实峰上，降低串扰测量精度。
[0068] 本发明为抑制不需要的鬼峰数量和振幅，可在保偏光纤的输出端和偏振片的输入 端插入一个光学延迟器210,见图3。该延迟装置具有偏振选择性，且可在快轴和慢轴间加 入附加延迟。因此，在经过检偏器后快轴和慢轴的波包序列在时间上分离。如果给干设仪 的动臂和定臂间相同的延迟，那么，当延迟器进行扫描时，将不会产生零阶、二阶和更高阶 次的干设信号；因此，在测量中大部分鬼峰会消失。从而，图3所示的装置比图2所示的基 于其他干设仪方法的装置有更高的测量精度、更大的动态范围和更高的灵敏度。
[0069] 图3中的偏振选择光学光学延迟器210可W有多种组成结构，并根据不同应用需 要选择图3中的装置。沿保偏光纤两个偏振模式中传输的光通过采用偏振分束器分为沿两 个独立光路传输的两个独立光信号，一个可调光延迟机构可W对运两个独立光信号在合束 之前加入可调的光学延迟，通过干设仪之后的线性光起偏器将两个独立光信号合成为一个 光信号W便进一步的处理。运些装置可配置为固定的光学延迟装置，其产生理想的光学延 迟AL(〉nXl)或可变延迟，它在上述理想光延迟AL下可控。使用恰当的延迟，见图3,鬼 峰可被抑制。
[0070] 保偏（PM)光纤的空间分辨偏振串扰测量有多种应用，如分布式应力传感，光纤巧 螺线圈检测，保偏光纤双折射和拍长测量，偏振串扰位置识别，W及保偏光纤质量检查。扫 描迈克尔逊白光干设仪可用于测量运样的分布式偏振串扰。但是，随待测光纤（即T)长度 的增加，所测量的串扰峰将由于双折射色散加宽，致使对于超过一定长度的保偏光纤如几 百米，其空间分辨率和测量精度会降低。
[0071] 运里提供的技术可用于改善分布式偏振串扰测量的分辨率和测量精度。在一些实 现方式上，由双折射色散造成的偏振串扰峰的加宽可W通过简单地将测量数据与补偿函数 相乘来恢复。通过找到已知距离的串扰包络线的宽度可得到双折射色散变量。该技术可有 效提高长保偏光纤空间分辨偏振串扰测量的空间分辨率和振幅精度。
[0072] 下面的部分提供了数学补偿双折射色散的具体细节，运种操作可提高在测量偏振 串扰的空间分辨率和测量精度。双折射色散对偏振串扰测量的影响可W用数学方法补偿。 文中描述了一种基于分布式偏振串扰分析仪的白光干设仪。该装置用于测量沿保偏光纤的 初始空间分辨偏振串扰峰，串扰峰的光谱宽度作为位置函数从而得到双折射色散AD。此 夕F，补偿函数和原始测量串扰数据