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基于單頻偏振正交光的光纖調(diào)制不穩(wěn)定性抑制裝置的制造方法

文檔序號:9645426閱讀:735來源:國知局
基于單頻偏振正交光的光纖調(diào)制不穩(wěn)定性抑制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及非線性光纖光學及光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種基于單頻偏振正交光的光纖調(diào)制不穩(wěn)定性抑制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖調(diào)制不穩(wěn)定性是光纖中一種較為顯著的非線性效應,在時域上表現(xiàn)為將連續(xù)光或準連續(xù)光分裂成一列超短脈沖,在頻域上表現(xiàn)為在中心頻率兩側(cè)產(chǎn)生兩個對稱的頻譜旁瓣。光纖調(diào)制不穩(wěn)定性是由光纖非線性和色散效應之間的互作用導致的對穩(wěn)態(tài)的調(diào)制,起源于光學噪聲,還與入纖功率、光纖長度和光纖非線性系數(shù)有關(guān)。當入纖連續(xù)光功率或脈沖峰值光功率超過光纖調(diào)制不穩(wěn)定性的閾值時,光纖調(diào)制不穩(wěn)定性發(fā)生,大量光功率從中心頻率向兩個頻譜旁瓣轉(zhuǎn)移,導致中心頻率對應的光功率及光纖末端光信噪比的大幅度下降。
[0003]光纖調(diào)制不穩(wěn)定性的閾值較低,對于常用的普通單模光纖而言,當光纖長度大于50km時,光纖調(diào)制不穩(wěn)定性的閾值低于100mW,這對于目前采用光脈沖傳輸?shù)拈L距離光纖傳感系統(tǒng)而言是很容易滿足的,故無論是在長距離的干涉型光纖傳感系統(tǒng)還是長距離的分布式光纖傳感系統(tǒng)中,光纖調(diào)制不穩(wěn)定性都是普遍存在的。而當光纖調(diào)制不穩(wěn)定性發(fā)生后,不僅會造成信號光功率的嚴重損失,還會產(chǎn)生大量的強度噪聲和相位噪聲,使得光纖傳感系統(tǒng)的性能大幅度下降。故在上述光纖傳感系統(tǒng)中抑制光纖調(diào)制不穩(wěn)定性顯得尤為重要。
[0004]目前抑制光纖調(diào)制不穩(wěn)定性的方法主要是正常色散法,即光波長位于光纖的正常色散區(qū)。但光纖傳感系統(tǒng)采用的光波長多為1550nm附近,對于常用的普通單模光纖而言,恰好處在光纖的反常色散區(qū),滿足光纖調(diào)制不穩(wěn)定性的發(fā)生條件。若采用色散位移光纖對現(xiàn)有的使用普通單模光纖的光纖傳感系統(tǒng)進行改造,將是一項復雜且耗資巨大的工程。論文〈〈Mitigating modulat1n instability in Brillouin distributed fibre sensors))(在布里淵分布式光纖傳感器中減輕調(diào)制不穩(wěn)定性)中提出采用帶寬為1GHz的窄帶光纖光柵濾波的方法抑制光纖調(diào)制不穩(wěn)定性,但目前采用的光纖濾波器帶寬基本都大于10GHz,1GHz的光纖濾波器大多中心波長不可調(diào)且需要專門訂制,使用靈活性差且成本較高。論文((Mitigat1n of modulat1n instability in Brillouin distributed fiber sensors byusing orthogonal polarizat1n pulses》(在布里淵分布式光纖傳感器中使用正交偏振脈沖減輕調(diào)制不穩(wěn)定性)中提出采用正交偏振脈沖抑制光纖調(diào)制不穩(wěn)定性,但其將單波長光變?yōu)殡p波長脈沖,很大程度上限制了其在使用單波長光載波的光纖傳感系統(tǒng)中的應用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,本發(fā)明提出一種基于單頻偏振正交光的光纖調(diào)制不穩(wěn)定性抑制裝置,旨在抑制長距離光纖傳感系統(tǒng)中的光纖調(diào)制不穩(wěn)定性,增大系統(tǒng)在光纖檢測端的光信噪比并由此提升系統(tǒng)的長距離傳感性能。本發(fā)明利用保偏耦合器、保偏光纖和偏振合束器產(chǎn)生單頻偏振正交光,能明顯抑制長距離傳輸光纖中的調(diào)制不穩(wěn)定性現(xiàn)象,有效避免了信號光向兩個頻譜旁瓣的能量轉(zhuǎn)移,使得傳輸光纖末端的光信噪比大幅度提高。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0007]一種基于單頻偏振正交光的光纖調(diào)制不穩(wěn)定性抑制裝置,由窄線寬激光器、聲光調(diào)制器、聲光調(diào)制器驅(qū)動器、任意波形發(fā)生器、增益可調(diào)的摻鉺光纖放大器、保偏光纖耦合器、第一保偏光纖、第二保偏光纖、偏振合束器、傳輸光纖和光纖檢測端組成,所述窄線寬激光器通過連接光纖連接至聲光調(diào)制器的光纖輸入端口,所述聲光調(diào)制器的射頻端口通過連接電纜與聲光調(diào)制器驅(qū)動器的輸出端口連接,所述聲光調(diào)制器驅(qū)動器的輸入端口通過連接電纜與任意波形發(fā)生器連接,所述聲光調(diào)制器的光纖輸出端口通過摻鉺光纖放大器連接至保偏光纖耦合器的第一端口,所述保偏光纖耦合器的第二端口通過第一保偏光纖連接至偏振合束器的X軸偏振端口,所述保偏光纖耦合器的第三端口通過第二保偏光纖連接至偏振合束器的y軸偏振端口,所述偏振合束器的合束端口通過傳輸光纖連接至光纖檢測端。
[0008]優(yōu)選地,所述窄線寬激光器的波長位于C波段,線寬小于1kHz,光功率大于lmW。
[0009]優(yōu)選地,所述聲光調(diào)制器應滿足經(jīng)聲光調(diào)制器后光脈沖的消光比在30dB以上。
[0010]優(yōu)選地,所述保偏光纖耦合器的耦合方式為IX 2,分束比為1:1。
[0011 ] 優(yōu)選地,所述摻鉺光纖放大器的增益可調(diào)。
[0012]優(yōu)選地,所述任意波形發(fā)生器輸出脈寬在10ns到100ns之間的矩形脈沖信號,脈沖重復頻率f與傳輸光纖的長度L之間滿足關(guān)系f〈10s/L,并且f要足夠小以保證進入傳輸光纖的平均功率小于光纖受激布里淵散射閾值。
[0013]優(yōu)選地,所述傳輸光纖為普通單模光纖。
[0014]本發(fā)明具有以下有益技術(shù)效果:
[0015]本發(fā)明提供的基于單頻偏振正交光的光纖調(diào)制不穩(wěn)定性抑制裝置,利用保偏耦合器、保偏光纖和偏振合束器產(chǎn)生單頻偏振正交光,能明顯抑制長距離傳輸光纖中的調(diào)制不穩(wěn)定性現(xiàn)象,使得傳輸光纖末端的光信噪比大幅度提高,對包括干涉型光纖傳感系統(tǒng)和分布式光纖傳感系統(tǒng)在內(nèi)的各種長距離光纖傳感系統(tǒng)提升系統(tǒng)性能具有重要意義。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明所述裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]其中:01為窄線寬激光器,02為聲光調(diào)制器,03為聲光調(diào)制器驅(qū)動器,04為任意波形發(fā)生器,05為增益可調(diào)的摻鉺光纖放大器,06為親合方式為1X2的保偏光纖親合器,07為第一保偏光纖,08為第二保偏光纖,09為偏振合束器,10為傳輸光纖,11為光纖檢測端;
[0018]061為1X2保偏光纖親合器的第一端口,062為1 X2保偏光纖親合器的第二端口,063為1 X 2保偏光纖耦合器的第三端口,091為偏振合束器的X軸偏振端口,092為偏振合束器的1軸偏振端口,093為偏振合束器的合束端口。
【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明提出一種基于單頻偏振正交光的光纖調(diào)制不穩(wěn)定性抑制裝置,由窄線寬激光器01、聲光調(diào)制器02、聲光調(diào)制器驅(qū)動器03、任意
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