一种光学偏振器件分布式偏振串扰测量的噪声抑制装置与抑制方法_4

文档序号:9324854阅读:来源:国知局
可获得最大信噪比SNRniax,也就是说,当热噪声小 于散粒噪声和RIN噪声时,并且RIN噪声与散粒噪声可以比拟甚至更小时,信噪比可以达到 最大,即有:
[0089] 以光源功率为lmW,光路的本征的衰减为13dB(即到达探测器的功率为Ρ。= 50uW),器件的总消光比为ε =30dB(0. 001)为例,则信噪比的增长情况可以表示为:
[0091] 根据式(9)给出的衰减因子的取值范围,α取值为1/200,则信噪比改善为100倍 (20dB),即衰减因子与信噪比提升成正比。在图1所示的光路中,传输光的幅度远远大于耦 合光的幅度,从而测试系统中的RIN噪声大于散粒噪声的大小,从而导致信噪比的下降。为 了解决上述问题,在传输光一臂增加可调光衰减器,使传输光的幅度下降,使RIN噪声与散 粒噪声可以比拟甚至更小,通过衰减因子在取值范围内合理取值,会使信噪比获得大幅度 提升。
[0092] 基于光程相关器的光学器件偏振串扰测量方案,如图3、图4所示。主要光电器件 的选择及其参数如下:
[0093] (1)可调宽谱光源401的中心波长1550nm、半谱宽度大于45nm,出纤功率范围0~ 2mW,消光比大于6dB ;
[0094] (2)光开关541、639的工作波长为1550nm,插入损耗小于ldB,输入、输出端为单模 光纤;
[0095] (3)起偏器421的工作波长为1550nm,消光比为30dB,插入损耗小于ldB,输入端 为单模光纤,输出为熊猫型保偏光纤;
[0096] (4)第1、第2光纤旋转连接器422、424的插入损耗为IdB ;待测光纤器件823为 200m熊猫型保偏光纤;
[0097] (5)1父2偏振分束器531、631的工作波长为155〇11111,消光比大于20(^,插入损耗小 于 0. 5dB ;
[0098] (6)三端口环形器645的工作波长为1550nm,插入损耗为0· 8dB,隔离度大于 50dB ;
[0099] (7)轮盘可调光衰减器532、垂向可调光衰减器632的工作波长为1550nm,插入损 耗为3~50dB ;
[0100] (8)法拉第旋转反射镜633的工作波长为1550nm,旋光角度90±Γ,插入损耗小 于 0. 6dB ;
[0101] (9)法拉第旋转器634的工作波长为1550nm,旋光角度45±Γ,插入损耗小于 0. 3dB ;
[0102] (10)偏振态控制器533的工作波长为1550nm,插入损耗为0. 5dB ;
[0103] (11)自聚焦准直透镜536、635的工作波长为1550nm,它与可移动光学反射镜537、 636 (反射率为92 %以上)之间的光程扫描距离大约在0~400mm之间变化,平均插入损耗 为 3. OdB ;
[0104] (12)光电探测器538、539、638的光敏材料均为InGaAs,光探测范围为1100~ 1700nm,如采用New Focus公司的Nirvana?系列2017型平衡探测器。
[0105] 测量装置的工作过程如下:
[0106] 装置1 :使用Mach-Zehnder式光程相关器530的光学器件偏振串扰测试装置
[0107] (1)打开宽谱光源411,接通光开关441,将第1、2旋转连接器成0~0° (0~ 90° )对准,将轮盘可调光衰减器的角度调至0°,打开宽谱光源411,调节可移动光学反射 镜537和偏振态控制器533至差分干涉信号最大的位置。
[0108] (2)在关闭宽谱光源411和光开关541的情形下,测试系统此时测得的噪声本底 N。。记录此时宽谱光源411的初始光强I。
[0109] (3)打开宽谱光源411,使第1、第2探测器538、539只接收到耦合光,测量此时偏 振串扰测试系统的噪声本底N1。若N1小于N。,增加宽谱光源411的输入光强值;若N 1远大 于N。时,降低宽谱光源411的输入光强值。直到N i略大于N。时,此时宽谱光源411的输出 光强为测试系统的最小工作光强值Ic。
[0110] (4)闭合光开关541,使第1、第2探测器538、539接收干涉信号,记录偏振串扰测 试系统的信噪比SNR。,增加轮盘可调光衰减器532的衰减倍数,将轮盘可调光衰减器532的 轮盘衰减片540的转向角度增加单位角度,记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR1。若SNRi 小于SNR。,将轮盘可调光衰减器532的轮盘衰减片540的转向角度减小单位角度,记录偏振 串扰测试系统的信噪比SNR1;g SNR i大于SNR。,将轮盘可调光衰减器532的轮盘衰减片540 的转向角度继续增加单位角度,记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR1,直至5冊1与SNR。两 者差值达到最大。通过以上调节,得到偏振串扰测试系统在此光强下的最优信噪比SNR113
[0111] (5)增加宽谱光源411的单位光强,将轮盘可调光衰减器的角度调至0°,记录偏 振串扰测试系统的信噪比SNR2,增加轮盘可调光衰减器532的衰减倍数,将轮盘可调光衰减 器532的轮盘衰减片540的转向角度增加单位角度,记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR3。 若SNR3小于SNR2,将轮盘可调光衰减器532的轮盘衰减片540的转向角度减小单位角度, 记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR3;g SNR3大于SNR2,将轮盘可调光衰减器532的轮盘 衰减片540的转向角度继续增加单位角度,记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR3,直至SNRi 与SNR。两者差值达到最大。通过以上调节,可以得到偏振串扰测试系统在此光强下的最优 信噪比SNR3。
[0112] 对比SNR3和SNR1的大小,若SNR3小于SNR 1,则重复(5)减小宽谱光源(411)的光 强;若SNR3大于SNR p则重复(5)继续增加宽谱光源(411)的光强,直至SNR# SNR2两者 差值最大。这样,找出偏振串扰测试系统的最优信噪比。
[0113] (6)控制可移动光学反射镜537从距离自聚焦准直透镜536距离最近的起点开始 光程扫描,同时记录第1、第2探测器538、539输出的差分白光干涉信号幅度随扫描光程变 化的曲线,获得分布式偏振串扰的结果。
[0114] 装置2 :使用Michelson式光程相关器630的光学器件偏振串扰测试装置
[0115] (1)打开宽谱光源411,接通光开关639,将第1、2旋转连接器成0~0° (0~ 90° )对准,将垂向可调光衰减器632的距离调至0,打开宽谱光源411,调节可移动光学反 射镜636至差分干涉信号最大的位置。
[0116] (2)关闭宽谱光源411和光开关639,测试系统此时测得的噪声本底N。。记录此时 宽谱光源411的初始光强I。
[0117] (3)打开宽谱光源411,使探测器638只接收到耦合光,测量此时偏振串扰测试系 统的噪声本底N1。若N1小于N。,增加宽谱光源411的单位光强,并重复测量此时偏振串扰 测试系统的噪声本底&;若N i大于N。,降低宽谱光源411的单位光强,并重复测量此时偏振 串扰测试系统的噪声本底N1。直至N1略大于N。时,此时确定宽谱光源411在偏振串扰测试 系统中的最小光强Ic。
[0118] (4)闭合光开关639,使探测器638接收干涉信号,记录偏振串扰测试系统的信噪 比SNR。,增加垂向可调光衰减器632的衰减倍数,将垂向可调光衰减器632的光纤尾端f3 增加垂向距离,记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR1。若SNR1小于SNR。,将垂向可调光衰 减器632的光纤尾端f3减小垂向距离,记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR1^ SNR i大于 SNR。,将垂向可调光衰减器632的光纤尾端f3继续增加垂向距离,记录偏振串扰测试系统 的信噪比SNR1,直至3冊1与SNR。两者差值最大。通过以上调节,得到偏振串扰测试系统在 此光强下的最优信噪比SNR113
[0119] (5)增加宽谱光源411的单位光强,将垂向可调光衰减器632的距离调至0,记录 偏振串扰测试系统的信噪比SNR2,增加垂向可调光衰减器632的衰减倍数,将垂向可调光衰 减器632的光纤尾端f3增加垂向距离,记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR3。若SNR3小于 SNR2,将垂向可调光衰减器632的光纤尾端f3减小垂向距离,记录偏振串扰测试系统的信 噪比SNR3^ SNR3大于SNR2,将垂向可调光衰减器632的光纤尾端f3继续增加垂向距离, 记录偏振串扰测试系统的信噪比SNR3,直至SNR# SNR2两者差值最大。通过以上调节,得 到偏振串扰测试系统在此光强下的最优信噪比SNR3。
[0120] 对比SNR,SNR1的大小,若SNR3小于SNR 1,则重复(5)减小宽谱光源411的光强; 若SNR3大于SNR1,则重复(5)继续增加宽谱光源411的光强,直至SNR# SNR2两者差值最 大。这样,找出偏振串扰测试系统的最优信噪比。
[0121] (6)控制可移动光学反射镜636从距离自聚焦准直透镜635距离最近的起点开始 光程扫描,同时记录探测器638输出的差分白光干涉信号幅度随扫描光程变化的曲线,获 得分布式偏振串扰的结果。
[0122] 对于光程相关器的光学器件偏振串扰测量装置,针对不同光程相关器,经过上述 的测量过程,均可得到分布式偏振串扰幅值。由于采用光程相关器将传输光衰减,降低测试 系统的RIN噪声,散粒噪声成为测量系统的主要限制噪声,若参数
当前第4页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1