一種Mach-Zehnder干涉儀結(jié)構(gòu)的頻域消偏器及消偏方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種Mach-Zehnder干涉儀結(jié)構(gòu)的頻域消偏器、以及一種Mach-Zehnder干涉儀結(jié)構(gòu)的頻域消偏方法。
【背景技術(shù)】
[0002]消偏器是一類重要的偏振器件，通過一定的技術(shù)手段對輸入光的偏振特性進行控制，從而降低輸出光的偏振度。消偏器按照原理不同可分為時域消偏、頻域消偏和空域消偏。時域消偏主要通過電光調(diào)制或聲光調(diào)制使入射光的偏振態(tài)產(chǎn)生高于探測器響應(yīng)的高速變化，達到消偏的效果；頻域消偏主要通過削弱或消除輸人光正交偏振分量之間的相關(guān)性，從而降低輸出光的偏振度；空域消偏主要通過空間可變相位延遲器使出射光不同位置上呈現(xiàn)變化的偏振態(tài)，在空間上的積分效果是消偏的。
[0003]隨著光纖技術(shù)的飛速發(fā)展，各種復(fù)雜的偏振現(xiàn)象逐漸凸現(xiàn)出來，偏振效應(yīng)已成為當(dāng)前的研究熱點。一方面，偏振效應(yīng)所引起的大量偏振問題已成為光纖系統(tǒng)升級的重要瓶頸；另一面，偏振效應(yīng)在高速和高精度光信號處理方面的優(yōu)勢，促使各種偏振應(yīng)用技術(shù)迅速發(fā)展起來。無論是在偏振問題的解決還是偏振效應(yīng)的應(yīng)用中，消偏器都有突出的實用價值，目前已廣泛應(yīng)用在高速光纖通信、光纖陀螺、偏振測試和光纖傳感等領(lǐng)域。
[0004]在光纖陀螺技術(shù)領(lǐng)域，使用較多的是對寬光譜光源消偏的頻域消偏器，主要包括擠壓光纖型和Lyot消偏器等。擠壓光纖型消偏器主要通過旋擰擠壓光纖，引入附加雙折射，使寬光譜光源各波長處偏振態(tài)重新分布，通過調(diào)整達到最佳的消偏效果；Lyot消偏器利用沿兩雙折射主軸傳輸光的相位延遲彌散，將偏振光的兩種偏振本征態(tài)隨波長拉開，達到消偏的效果。
[0005]近幾年，隨著高精度慣導(dǎo)技術(shù)與Y波導(dǎo)高消光比測試等技術(shù)的快速發(fā)展，光纖陀螺技術(shù)領(lǐng)域?qū)ο髦笜?biāo)要求越來越高，多種使用場合要求消偏器輸出光的偏振度能夠達到或極接近完全自然光(偏振度在0.5 %以下)。而目前存在的主要問題是:由于受自身結(jié)構(gòu)、環(huán)境及其他因素影響，擠壓光纖型和Lyot等傳統(tǒng)消偏器的消偏能力存在一定限度，消偏后輸出光的偏振度達到0.5%以下是不易實現(xiàn)的。由此可見，現(xiàn)有技術(shù)需要進一步改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提出一種Mach-Zehnder干涉儀結(jié)構(gòu)的頻域消偏器，通過調(diào)節(jié)內(nèi)部衰減器衰減量實現(xiàn)最佳消偏效果，使消偏輸出光的偏振度降至0.5%以下。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0008]—種Mach-Zehnder干涉儀結(jié)構(gòu)的頻域消偏器，包括偏振分束器、第一衰減器、第二衰減器和偏振合束器；偏振分束器的入射端用于連接待消偏光源；偏振分束器的出射端分為兩路，一路與第一衰減器的一端連接，另一路與第二衰減器的一端連接；偏振合束器的入射端分為兩路，第一衰減器的另一端與其中一路連接，第二衰減器的另一端與另一路連接；偏振合束器的出射端作為最終的消偏光輸出端。
[0009]進一步，所述待消偏光源為寬光譜光源。
[0010]進一步，所述偏振分束器和偏振合束器均為光纖型，尾纖為保偏光纖。
[0011]進一步，所述第一衰減器和第二衰減器均為保偏光纖型衰減器，尾纖為保偏光纖。
[0012]進一步，所述第一衰減器和第二衰減器均為衰減量連續(xù)可調(diào)衰減器，最大衰減量在40dB以上。
[0013]進一步，所述待消偏光源通過偏振分束器分為兩路線偏振光，通過分別調(diào)節(jié)第一衰減器和第二衰減器的衰減量對兩路線偏振光的光強進行控制，兩路線偏振光通過偏振合束器進行合束輸出，當(dāng)兩路線偏振光通過偏振合束器輸出的光強相等時，此時為最佳的消偏效果，偏振合束器輸出消偏光的偏振度在0.5%以下。
[0014]此外，本發(fā)明還提出了一種Mach-Zehnder干涉儀結(jié)構(gòu)的頻域消偏方法，其采用如下技術(shù)方案:
[0015]—種Mach-Zehnder干涉儀結(jié)構(gòu)的頻域消偏方法，采用如上所述的一種Mach-Zehnder干涉儀結(jié)構(gòu)的頻域消偏器；其中，偏振分束器的入射端連接有待消偏光源，偏振合束器的出射端連接有功率計；所述頻域消偏方法包括如下步驟:
[0016]a將第一衰減器衰減量調(diào)至最小，第二衰減器衰減量調(diào)至最大，此時功率計的光功率讀數(shù)記為第一數(shù)值；
[0017]b將第一衰減器衰減量調(diào)至最大，第二衰減器衰減量調(diào)至最小，此時功率計的光功率讀數(shù)記為第二數(shù)值；
[0018]c將第一衰減器和第二衰減器衰減量均調(diào)至最小，此時功率計的光功率讀數(shù)記為第三數(shù)值；
[0019]d比較第一數(shù)值與第二數(shù)值的大小，如果第一數(shù)值大于第二數(shù)值，則轉(zhuǎn)到步驟e，如果第二數(shù)值大于第一數(shù)值，則轉(zhuǎn)到步驟f ;
[0020]e逐漸增大第一衰減器衰減量至光功率計讀數(shù)由第三數(shù)值減小至二倍的第二數(shù)值，此時即為最佳的消偏效果；
[0021]f逐漸增大第二衰減器衰減量至光功率計讀數(shù)由第三數(shù)值減小至二倍的第一數(shù)值，此時即為最佳的消偏效果。
[0022]此外，本發(fā)明還提出了另一種Mach-Zehnder干涉儀結(jié)構(gòu)的頻域消偏方法，其采用如下技術(shù)方案:
[0023]—種Mach-Zehnder干涉儀結(jié)構(gòu)的頻域消偏方法，采用如上所述的一種Mach-Zehnder干涉儀結(jié)構(gòu)的頻域消偏器；其中，偏振分束器的入射端連接有待消偏光源，偏振合束器的出射端連接有偏振度測試儀；所述頻域消偏方法包括如下步驟:
[0024]a將第一衰減器和第二衰減器衰減量均調(diào)至最小；
[0025]b逐漸增大第一衰減器衰減量，如果偏振度測試儀的偏振度讀數(shù)逐漸減小，則轉(zhuǎn)到步驟c ;如果偏振度讀數(shù)逐漸增大，則轉(zhuǎn)到步驟d ;
[0026]c繼續(xù)增大第一衰減器衰減量直至偏振度讀數(shù)減至最小，達到最佳消偏效果；
[0027]d將第一衰減器衰減量恢復(fù)至最小，逐漸增大第二衰減器衰減量，直至偏振度讀數(shù)減至最小，達到最佳消偏效果。
[0028]本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
[0029]本發(fā)明述及的頻域消偏器，包括偏振分束器、第一衰減器、第二衰減器和偏振合束器；待消偏光源通過偏振分束器分為兩路線偏振光，通過分別調(diào)節(jié)第一衰減器和第二衰減器的衰減量對兩路線偏振光的光強進行控制，兩路線偏振光通過偏振合束器進行合束輸出，當(dāng)兩路線偏振光通過偏振合束器輸出的光強相等時，此時為最佳的消偏效果，偏振合束器輸出消偏光的偏振度在0.5%以下，能夠滿足高精度慣導(dǎo)技術(shù)與Y波導(dǎo)高消光比測試等多種使用場合對消偏器的高指標(biāo)要求；另外，本發(fā)明中的頻域消偏器結(jié)構(gòu)簡單易集成、操作方便、可靠性較高。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明實施例1中一種Mach-Zehnder干涉儀結(jié)構(gòu)的頻域消偏器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2為本發(fā)明實施例2中一種Mach-Zehnder干涉儀結(jié)構(gòu)的頻域消偏方法的原理框圖；
[0032]圖3為本發(fā)明實施例3中一種Mach-Zehnder干涉儀結(jié)構(gòu)的頻域消偏方法的原理框圖；
[0033]其中，1-偏振分束器，2-第一衰減器，3-第二衰減器，4-偏振合束器，5-待消偏光源，6-功率計，7-偏振度測試儀。
【具體實施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖以及【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明:
[0035]實施例1
[0036]結(jié)合圖1所示，一種Mach-Zehnder干涉儀結(jié)構(gòu)的頻域消偏器，包括偏振分束器1、第一衰減器2、第二衰減器3和偏振合束器4。
[0037]偏振分束器I的入射端用于連接待消偏光源；偏振分束器I的出射端分為兩路，一路與第一衰減器2的一端連接，另一路與第二衰減器3的一端連接。
[0038]偏振合束器4的入射端分為兩路，第一衰減器2