专利名称：一种保偏光纤消光比自适应解调方法
技术领域：
本发明涉及白光干涉法保偏光纤分布偏振耦合的检测，尤其涉及一种基于分布偏振耦合的保偏光纤消光比自适应解调方法，属于光学测量技术领域。
背景技术：
高双折射保偏光纤由于具有较好的保持光偏振态的能力，并且与普通单模光纤具有较好的相容性，而广泛应用于光纤陀螺、光纤传感、集成光学信息处理、光通信等各个领域。消光比是度量保偏光纤保持光的偏振态稳定性能的重要指标。保偏光纤因受各种内外部干扰如光纤内部应力缺陷、横向应力、弯曲、扭转等因素的影响，其偏振消光比往往较低，
难以满足使用要求。同时，保偏光纤的偏振消光比参数从侧面反应了保偏光纤制造过程中的工艺或技术缺陷，因此，有必要对保偏光纤的消光比作出精确的测试与标定。目前保偏光纤消光比的测试方法主要有旋转检偏器法、光时域反射法、偏振光干涉法等。旋转检偏器法通过测量偏振器件透光轴光能Py与非透光轴的光能Px之比衡量其消光比大小，一般可表示为PER=IOlg(Py/Px)。在旋转检偏器法消光比测量方法中，通常需要使用衰减器，并且频繁的调节光路，往往会引起较大的测量误差。如若使用高灵敏度的光电倍增管进行测量，还需要有效的抑制杂散光的干扰，同时由于受起偏器消光比性能的影响，理论测试精度也仅限于60dB。光时域反射法通过分别测得背向散射光偏振正交轴上功率，计算消光比，实验装置复杂，不易实施。而偏振光干涉法基于扫描白光干涉法，简单易实施，且能够得到保偏光纤内部的分布耦合点，同时由于白光干涉法具有较高探测精度，能够探测到光纤内部很小的耦合点，有利于实现消光比的精确计算。然而如何利用这些分布耦合点进行消光比计算，则需要从理论上推导消光比与耦合点耦合强度的关系，同时结合实际测试系统测试信号特点，构建一种快速度、高精度、灵活性强的消光比解调方法。
发明内容
本发明的目的是解决保偏光纤消光比数据解调问题，提供一种保偏光纤消光比自适应解调方法。该方法通过选取的消光比迭代步长的自适应性和快速收敛性，使消光比阈值耦合强度具有较强的动态变化特性和自适应性，实现保偏光光纤消光比的快速准确计算。该方法利用扫描白光干涉法得到保偏光纤内部的分布耦合点，可实现任意一段光纤局部消光比的解调。同时，充分利用白光干涉精度高、动态范围大的特点对保偏光纤内部的弱耦合点进行探测，进而通过数据预处理和自适应消光比解调方法，使得解调结果更为精确、可靠。本发明提供的一种保偏光纤消光比自适应解调方法包括第I、使用扫描白光干涉法消光比测试系统采集干涉信号，该测试系统用探测器接收白光干涉信号并进行光电转换，得到连续的模拟电信号，经采集卡抽样、量化后得到表征干涉信号的离散的电压数据I(t)；第2、将第I步中采集的电压数据I (t)进行数据预处理
第2. I、对电压数据I(t)中的数据每N个点做平均，将得到的平均值作为这N个点的值，在有效消除信号中的随机噪声的同时将数据量M缩减N倍，从而得到新的电压数据而,其中N、M为整数，且O <N<M，M为I(t)的数据个数；记电压数据而的数据量大小为a,则a=[M/N]表示对Μ/N取整；第2. 2、对;^进行小波去噪，在均值去噪的基础上，利用小波的自适应性去除噪声而保留有用信号，得到电压数据Io(t)；第3、利用进行数据预处理后得到的电压数据ItlU)进行局部耦合强度计算第3. I、寻找ItlU)的最大值点Itlmax,并对Itlmax点附近的100点数据做平均，求得Iomax点处的直流电压值IQDC，计算Δ Im, Δ Im = I0max-I0max ；第3. 2、取I0⑴中每一点的电压值IQn(t)，并对IQn(t)点附近的100点数据做平均得到IQn(t)点处的直流电压值I_c(t)，计算Λ Icn, Δ Icn = IQn(t)-I_c(t)，其中，η为整数,并且0〈n〈a ；第3. 3、将Λ Icn与Λ Im作如式(I)的计算，得到数据Icn⑴，
权利要求
1.一种保偏光纤消光比自适应解调方法，其特征在于该方法包括 第I、使用扫描白光干涉法消光比测试系统采集干涉信号，该测试系统用探测器接收白光干涉信号并进行光电转换，得到连续的模拟电信号，经采集卡抽样、量化后得到表征干涉信号的离散的电压数据I(t)； 第2、将第I步中采集的电压数据I (t)进行数据预处理 第2. I、对电压数据I(t)中的数据每N个点做平均，将得到的平均值作为这N个点的值，在有效消除信号中的随机噪声的同时将数据量M缩减N倍，从而得到新的电压数据
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于第4步设计的自适应迭代消光比计算方法，尤其是第4. 3步所述的消光比阈值耦合强度大小依赖于被测光纤内的耦合情况，具有自适应特性；消光比迭代步长是动态变化且非等步长收敛的；从而实现了保偏光纤消光比快速、精确解调。
全文摘要
一种保偏光纤消光比自适应解调方法。解决保偏光纤消光比数据解调问题。包括自适应消光比阈值耦合强度和收敛的非等步长消光比迭代步长。解调方法根据待测光纤内的耦合情况，动态的设定消光比阈值耦合强度，实现解调方法自适应性；消光比迭代步长依赖于上一次迭代结果以及迭代次数，使迭代步长动态变化且非等步长的收敛，实现对保偏光纤消光比的快速解调；充分利用白光干涉精度高、动态范围大的特点对保偏光纤内部的弱耦合点进行探测，进而通过数据预处理和自适应消光比解调方法，使得解调结果更为精确、可靠。
文档编号G01M11/02GK102706538SQ201210170668
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月29日 优先权日2012年5月29日
发明者任亚光, 刘铁根, 张以谟, 张红霞, 贾大功 申请人:天津大学