白光干涉法保偏光纖偏振耦合測試及其應(yīng)用.pdf

1、基于白光干涉原理,研制成功高雙折射保偏光纖分布式偏振耦合測試儀一臺(tái).該儀器用于保偏光纖偏振模式能量耦合現(xiàn)象的檢測,可作為保偏光纖制造及使用過程中的一種有效檢測手段,提高光纖偏振器件及系統(tǒng)的性能. 在繼承課題組原有工作的基礎(chǔ)上,從理論、儀器化、實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用四個(gè)方面對偏振耦合及白光干涉技術(shù)進(jìn)行深入研究.理論分析了外部擾動(dòng)與保偏光纖雙折射、偏振耦合間的數(shù)學(xué)關(guān)系；分析了方案本身、偏振模式、儀器客觀條件等對干涉結(jié)果的影響,給出了消除干涉儀系

2、統(tǒng)誤差的耦合強(qiáng)度和耦合點(diǎn)位置計(jì)算方法: 設(shè)計(jì)完成了儀器的光學(xué)、機(jī)械、電路、數(shù)據(jù)處理及軟件系統(tǒng),儀器可完成500m長保偏光纖的干涉掃描,無雙折射色散下空間分辨率和耦合強(qiáng)度探測靈敏度分別達(dá)到6cm和-80dB.基于該儀器,開展了保偏光纖環(huán)測試等一系列應(yīng)用研究. 工作中的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn): 1.根據(jù)模式耦合理論、光彈理論及彈性力學(xué)理論,建立了外力作用下三段保偏光纖串聯(lián)的偏振耦合模型,揭示了保偏光纖受擾動(dòng)區(qū)雙折射軸的旋轉(zhuǎn)是偏振

3、耦合的來源；建立了力場大小、方向和作用長度與偏振耦合的數(shù)學(xué)關(guān)系,并將其應(yīng)用于分布式應(yīng)力傳感. 2.首次闡明了保偏光纖雙折射色散對偏振耦合測試的影響,從理論和實(shí)驗(yàn)上說明了由于雙折射色散的作用,隨著光纖長度的增加,白光干涉包絡(luò)展寬及干涉可見度下降的規(guī)律. 3.分析了偏振激發(fā)模式對偏振耦合測試的影響,提出了任意偏振態(tài)激發(fā)的測試方案；采用偏振調(diào)整優(yōu)化,提高耦合點(diǎn)干涉條紋的可見度,將儀器耦合強(qiáng)度探測靈敏度提高10dB；提出了基于檢