專利名稱：?jiǎn)未螔哳l的偏振相關(guān)損耗的測(cè)量的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及元件光學(xué)特性的測(cè)量，更具體地說(shuō)，涉及使用掃頻波長(zhǎng)系統(tǒng)的單次掃頻的偏振相關(guān)損耗(PDL)測(cè)量方法和裝置。
當(dāng)前測(cè)量無(wú)源光學(xué)元件的PDL基本上有三種方案。
·使用在光學(xué)元件輸入端的四個(gè)已知的偏振態(tài)，對(duì)每一偏振態(tài)掃頻一定波長(zhǎng)范圍，并測(cè)量在每次掃頻時(shí)通過(guò)元件的所傳輸光功率。這稱為Mueller矩陣方法，在美國(guó)專利No.5371597中作了描述。
·使用在光學(xué)元件輸入端的三個(gè)公知的偏振態(tài)，對(duì)每一偏振態(tài)掃頻一定波長(zhǎng)范圍，以及測(cè)量在每次掃頻時(shí)通過(guò)元件的所傳輸光的Jones矢量。這稱為Jones矩陣方法，在美國(guó)專利No.5298972和5227623中作了描述。
·使用在光學(xué)元件輸入端的隨機(jī)的偏振態(tài)，測(cè)量每個(gè)隨機(jī)態(tài)的所傳輸?shù)墓夤β剩@是一個(gè)眾所周知的方法，在由Dennis Derickson所著的《光纖測(cè)試和測(cè)量》一書(shū)(354頁(yè)，由Prentice Hall在1997年10月8月出版)中作了描述。
一些數(shù)學(xué)算法然后被用來(lái)處理這些數(shù)據(jù)以求得PDL，請(qǐng)參閱例如TIA/EIA FOTP-157，《單橫光纖元件的偏振相關(guān)損耗(PDL)測(cè)量》。
這些方法中的每一個(gè)都需要在不同的偏振態(tài)(SOP)按次序即按順序掃頻進(jìn)行多次測(cè)量。
期待實(shí)現(xiàn)既可靠又可減少測(cè)量時(shí)間的簡(jiǎn)單PDL測(cè)量方法。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明提出一種單次掃頻的偏振相關(guān)損耗測(cè)量，它通過(guò)使測(cè)試光源的偏振態(tài)在掃頻一光波長(zhǎng)范圍時(shí)作為該測(cè)試光源的光波長(zhǎng)的函數(shù)在龐加萊球上旋轉(zhuǎn)。在四個(gè)不同取向的偏振態(tài)測(cè)量被測(cè)光學(xué)元件的輸入端和輸出端的偏振態(tài)和光功率，這些測(cè)量以及對(duì)應(yīng)于偏振態(tài)的己知波長(zhǎng)提供了一組用于計(jì)算光學(xué)元件的偏振相關(guān)損耗的測(cè)量數(shù)據(jù)。使用偏振掃頻模塊(全無(wú)源或有源結(jié)構(gòu))產(chǎn)生隨測(cè)試光源光波長(zhǎng)變化而變化的偏振態(tài)。偏振掃頻模塊包括掃頻波長(zhǎng)光源和或是有源偏振控制器或是無(wú)源光學(xué)元件，提供偏振態(tài)隨光波長(zhǎng)變化在龐加萊球上旋轉(zhuǎn)。無(wú)源元件可以是偏振保持光纖或是分光器/復(fù)用器對(duì)，在偏振保持光纖(PMF)的場(chǎng)合，各偏振保持光纖本征態(tài)相互之間和偏振保持光纖本征態(tài)和光源偏振態(tài)之間交角都為約45°，各PMF具有不同光程；在分光器/復(fù)用器對(duì)的場(chǎng)合，在每對(duì)中分光器和復(fù)用器之間有不同光程長(zhǎng)度，每對(duì)中的光程長(zhǎng)度差值是不同的。
從以下結(jié)合附圖和所附權(quán)利要求的詳細(xì)說(shuō)明，顯見(jiàn)本發(fā)明的目標(biāo)、優(yōu)點(diǎn)和其它創(chuàng)新特征。


圖1是本發(fā)明的單次掃頻PDL測(cè)量系統(tǒng)的偏振掃頻模塊的簡(jiǎn)圖。
圖2是本發(fā)明的另一單次掃頻PDL測(cè)量系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。
圖3是說(shuō)明斯托克斯矢量隨波長(zhǎng)變化在龐加萊球上旋轉(zhuǎn)的曲線圖。
圖4是本發(fā)明的使用有源偏振控制器的單次掃頻PDL測(cè)量系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。
圖5是圖4的系統(tǒng)的偏振態(tài)相對(duì)波長(zhǎng)的曲線圖。
發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明參閱圖1，圖中表示全無(wú)源配置，其中可調(diào)諧的激光器12或其它掃頻波長(zhǎng)光源發(fā)出的輸入光的偏振態(tài)(SOP)最好以相對(duì)偏振保持光纖(PMF)的第一部分14的本征態(tài)約45°地輸入。PMF 14的第一部分以其本征態(tài)相對(duì)于PMF 16的第二部分的本征態(tài)優(yōu)選約45°地拼合。PMF 14的第一部分的長(zhǎng)度是L，而PMF 16的第二部分的長(zhǎng)度最好為L(zhǎng)×SQRT(2)。兩個(gè)部分PMF14、16的屬性，即它們的相對(duì)取向和長(zhǎng)度，使得偏振態(tài)隨可調(diào)諧的激光器12發(fā)出的輸入光的波長(zhǎng)變化而在龐加萊球上旋轉(zhuǎn)。PMF16的第二部分的輸出又被輸入到在線快速偏振儀18(就如Egbert Krause等在2002年9月12日28屆歐洲光通信會(huì)議上提交的“1MHz高速光纖在線偏振儀”中描述的)，偏振儀18的輸出被加在被測(cè)光學(xué)元件(DUT)40(圖4)上。光源12和PMF14、16的兩個(gè)部分構(gòu)成偏振掃頻模塊(PSM)。
由于PMF成本高，在圖2中示出了另一配置。其中輸入光是線性偏振的，取向優(yōu)選相對(duì)于第一級(jí)24的本征態(tài)為約45°。輸入光被第一分光器28各分為線性偏振態(tài)S和P，其中分出的一個(gè)偏振態(tài)在由第一偏振復(fù)用器30合并前通過(guò)附加光纖長(zhǎng)度ΔL。第一級(jí)24的輸出被接合到第二級(jí)26的輸入，兩級(jí)本征態(tài)取向相互之間的交角最好為約45°。第二分光器32和第二偏振復(fù)用器34構(gòu)成第二級(jí)26。在第二級(jí)26中兩個(gè)偏振路徑的長(zhǎng)度差最好是第一級(jí)24中偏振路徑的長(zhǎng)度差的SQRT(2)倍。來(lái)自第二偏振復(fù)用器34的復(fù)合輸出又被輸入到偏振儀18。偏振儀18的輸出施加在DUT40上。兩級(jí)24、26的屬性，即它們相對(duì)取向和長(zhǎng)度差值，使得偏振態(tài)隨可調(diào)諧的激光器12發(fā)出的輸入光波長(zhǎng)的變化而在龐加萊球上旋轉(zhuǎn)。
這兩個(gè)實(shí)施例中，在一個(gè)掃頻波長(zhǎng)系統(tǒng)內(nèi)整個(gè)操作這樣進(jìn)行輸入光是波長(zhǎng)變化的，準(zhǔn)確的波長(zhǎng)從位于可調(diào)諧激光器12的輸出端的掃頻波長(zhǎng)儀20(例如美國(guó)專利申請(qǐng)No.091774433中介紹的)中可知。透射系數(shù)通過(guò)用光功率計(jì)42(圖4)高精度地獲知透過(guò)DUT40的功率并在輸入端用高速偏振儀18測(cè)量功率而得到。
該方法類似于Mueller矩陣方法，所不同之處在于四個(gè)偏振態(tài)基本上是用高速偏振儀18測(cè)量的隨機(jī)變量。一個(gè)光學(xué)元件的PDL由該元件Mueller矩陣的頂行決定PDL＝10*log{(m0，0+SQRT(m0，12+m0，22+m0，32))/(m0，0-SQRT(m0，12+m0，22+m0，32))}(1)
式中m0，x是DUT的Mueller矩陣的元素。
一般說(shuō)，Mueller矩陣的元素通過(guò)測(cè)量DUT40在四個(gè)正交偏振態(tài)的透射系數(shù)求得，即Mueller矩陣的元素可以表示如下m0，0＝(T0+T1)/2；m0，1＝(T0-T1)/2；m0j＝Tj-m0，0式中j＝2、3，TX是水平方向線性、垂直方向線性、+45°方向線性以及右旋圓偏振光的透射系數(shù)。也可以使用表示不同偏振態(tài)的其它正交斯托克斯矢量。
己知可使用任何組的非同一斯托克斯矢量，只要四個(gè)斯托克斯矢量己知且不在一個(gè)共有平面上|S00S01S02S03||S10S11S12S13||S20S21S22S23||S30S31S32S33|*|m0,0||m0,0||m0,2||m0,3|=|P0||P1||P2||P3|···(2)]]>Mueller矩陣的頂行元素通過(guò)取該4×4矩陣的逆求得|m0,0||m0,1||m0,2||m0,3|=INV|S00S01S02S03||S10S11S12S13||S20S21S22S23||S30S31S32S33|*|P0||P1||P2||P3|···(3)]]>從此式顯見(jiàn)，要求四個(gè)斯托克斯矢量不在同一平面上等價(jià)于要求該4×4矩陣不是降秩矩陣?；诜匠淌?3)可以通過(guò)在受到上述約束(即四個(gè)偏振態(tài)不在一個(gè)共有平面)的基本上任何四個(gè)隨機(jī)選擇的偏振態(tài)測(cè)量透過(guò)DUT40的功率求得PDL。
在一特例中，相對(duì)波長(zhǎng)變化1微微米斯托克斯矢量可在龐加萊球上旋轉(zhuǎn)45°或更多。圖3表示斯托克斯矢量的旋轉(zhuǎn)。這樣在使用全無(wú)源設(shè)計(jì)的掃頻激光系統(tǒng)中可使SOP在龐加萊球上自動(dòng)旋轉(zhuǎn)。圖5表示SOP如何在單次掃頻中隨波長(zhǎng)變化。
如圖4所示，PDL測(cè)量系統(tǒng)也可以使用有源偏振控制器作為偏振掃頻模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。偏振控制器36用于改變輸入光信號(hào)在輸入高速偏振儀18以前的偏振。傳統(tǒng)的控制環(huán)38連接在偏振儀18和偏振控制器36之間?？刂骗h(huán)38確保偏振控制器36順序地設(shè)定在同一組四個(gè)不同偏振態(tài)，從而保證四個(gè)偏振態(tài)不在一個(gè)同一平面。而且，盡管不在同一平面的任何四個(gè)不同偏振態(tài)可以被使用，實(shí)際上假如四個(gè)偏振態(tài)在龐加萊球上盡可能地遠(yuǎn)離，則會(huì)改善噪聲。這是有源方法的主要優(yōu)點(diǎn)。因此，在單次掃頻時(shí)偏振儀18測(cè)到的偏振態(tài)(SOP)在四個(gè)預(yù)定的偏振態(tài)之間順序地和循環(huán)地變化，在龐加萊球上粗略地描繪出四分之一半球。因?yàn)槠駜x18接在OUT40輸入端，可以高精度地獲知SOP。
在任一情況(有源或全無(wú)源)，PDL測(cè)量系統(tǒng)使用高速偏振儀18，隨波長(zhǎng)變化精確地測(cè)量表示偏振態(tài)的斯托克斯矢量。現(xiàn)在有無(wú)源的、全光纖偏振儀的設(shè)計(jì)，其速度僅受到光電檢測(cè)器電子線路的限制。請(qǐng)參閱幾個(gè)例子Westbrook，P.S.等的“使用閃耀光纖光柵的在線偏振儀”(IEEE Photonics Technology Letters，Vol.12，No.10，October2000)；Bouzid，A.等的“光纖四檢測(cè)器偏振儀”(Optics Communications118(1995)329-334)；Westbrook，P.的“全光纖偏振監(jiān)測(cè)和系統(tǒng)應(yīng)用”(OFC’02，WJ1-1)；Kraus，E.的“四檢測(cè)器偏振儀的新精確校準(zhǔn)程序”(DRA Technical Notebook，OPT10，pp67-68)；Krause，E.等在2002年9月12日28屆歐洲光通訊會(huì)議上提交的“1MHz高速光纖在線偏振儀”。
概念上該測(cè)量過(guò)程使用以下程序1.在起始波長(zhǎng)測(cè)量斯托克斯矢量(偏振態(tài))和傳輸?shù)墓夤β省?br> 2.在無(wú)源實(shí)施方案中，改變波長(zhǎng)一般大約1微微米，使得斯托克斯矢量旋轉(zhuǎn)。在有源實(shí)施方案中，有源偏振控制器改變偏振態(tài)，測(cè)量新的斯托克斯矢量(偏振態(tài))和新的透射光功率。
3.重復(fù)第2步驟，直至測(cè)量四個(gè)斯托克斯矢量和四個(gè)光功率。
4.在方程(3)中使用從第2和3步驟得到的數(shù)據(jù)，確定Mueller矩陣的頂行元素，再由此使用方程(1)計(jì)算PDL。
只要PDL在用于旋轉(zhuǎn)斯托克斯矢量的四個(gè)波長(zhǎng)掃頻時(shí)不變化，這個(gè)程序就運(yùn)行非常好。因?yàn)樵诒纠胁ㄩL(zhǎng)變化僅約為4微微米，對(duì)于大多數(shù)DUT而言，這個(gè)程序己非常好。
假如DUT的PDL隨波長(zhǎng)變化而明顯變化，就如在密集波分復(fù)用(DWDM)濾波器的邊緣那樣，假定Mueller矩陣的元素在八個(gè)波長(zhǎng)步驟(Mueller矩陣的四個(gè)頂行元素和Mueller矩陣的頂行元素的四個(gè)變化率)上線性變化，則該程序仍然有用。該程序的方程如下|S000S010S020S030||S10Δλ1*S10S11Δλ1*S11S12Δλ1*S12S13Δλ1*S13||S20Δλ2*S20S21Δλ2*S21S22Δλ2*S22S23Δλ2*S23||S30Δλ3*S30S31Δλ3*S31S32Δλ3*S32S33Δλ3*S33||S40Δλ4*S40S41Δλ4*S41S42Δλ4*S42S43Δλ4*S43||S50Δλ5*S50S51Δλ5*S51S52Δλ5*S52S53Δλ5*S53||S60Δλ6*S60S61Δλ6*S61S62Δλ6*S62S63Δλ6*S63||S70Δλ7*S70S71Δλ7*S71S72Δλ7*S72S73Δλ7*S73||m0,0||Δ0,0||Δ0,1||Δ0,1||m0,2||Δ0,2||m0,3||Δ0,3|=|P0||P1||P2||P3||P4||P5||P6||P7|]]>公式4式中Δλx是相接續(xù)的偏振態(tài)之間(即SX-1和SX之間)的波長(zhǎng)變化。在方程(4)中，因?yàn)樵诰€偏振儀18，斯托克斯矢量的全部分量是己知的；因?yàn)閽哳l波長(zhǎng)儀20精確地校準(zhǔn)該系統(tǒng)不超過(guò)1微微米R(shí)MS誤差，波長(zhǎng)步長(zhǎng)(增量不一定要相等)是己知的。透射功率測(cè)量也就是己知的。結(jié)果，可以通過(guò)取斯托克斯矩陣的逆，從這個(gè)方程求解Mueller矩陣的未知元素和它們的斜率。
|m0,0||Δ0,0||m0,1||Δ0,1||m0,2||Δ0,2||m0,3||m0,3|=INV|S000S010S020S030||S10Δλ1S10S11Δλ1S11S12Δλ2S12S13Δλ1S13||S20Δλ2S20S21Δλ2S21S22Δλ2S22S23Δλ2S63||S30Δλ3S30S31Δλ3S31S32Δλ3S32S33Δλ3S53||S40Δλ4S40s41Δλ4S41S42Δλ4S42S43Δλ4S43||S50Δλ5S50S51Δλ5S51S52Δλ5S52S53Δλ5S53||S60Δλ6S60S61Δλ6S6162Δλ6S62S63Δλ6S63||S70Δλ7S70S71Δλ7S71S72Δλ7S72S73Δλ7S73|*|P0||P1||P2||P3||P4||P5||P6||P7|]]>公式(5)在方程(5)中，m0，k(式中k＝0-3)是在起始波長(zhǎng)處的Mueller矩陣的頂行元素，Δ0，k是Mueller矩陣的斜率，即假定斜率在八次測(cè)量所復(fù)蓋的波長(zhǎng)范圍內(nèi)是線性，則斜率就是Mueller矩陣的元素幅度除以波長(zhǎng)變化。與方程(3)一樣，斯托克斯矩陣不是降秩的一假如偏振態(tài)不是共面的，則該矩陣有逆。
上述程序的優(yōu)點(diǎn)在于(1)與每次測(cè)量需要一次掃頻的標(biāo)準(zhǔn)配置相反，該系統(tǒng)在單次掃頻中完成PDL測(cè)量，因此例如PDL測(cè)量可以在6秒而不是24秒完成；(2)偏振掃頻模塊可以做成沒(méi)有移動(dòng)部件，其中偏振儀18做成在反饋環(huán)路中使用光纖環(huán)和光纖布拉格光柵，該環(huán)路具有使用壓電壓縮器(squeezer)的固態(tài)偏振控制器(有源配置)，使得可靠性提高和平均無(wú)故障時(shí)間延長(zhǎng)；(3)全部由光學(xué)元件組成的PSM和偏振儀可以組裝成小體積，例如單寬的(single-wide)cPCI模塊；以及(4)因?yàn)镻SM(全無(wú)源配置)不需要電力，而偏振儀只需要足夠的電力運(yùn)行偏振儀中的光電檢測(cè)器，故對(duì)供電要求很低。
權(quán)利要求
1.一種偏振掃頻模塊，包括提供用以掃頻一光波長(zhǎng)范圍的光信號(hào)的掃頻波長(zhǎng)光源，所述光信號(hào)具有偏振態(tài)；以及當(dāng)所述光信號(hào)在所述范圍內(nèi)改變波長(zhǎng)時(shí)使所述偏振態(tài)在龐加萊球上旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生測(cè)試光信號(hào)的裝置。
2.按照權(quán)利要求1所述的偏振掃頻模塊，其中，所述旋轉(zhuǎn)裝置包括具有第一本征態(tài)的被輸入所述光信號(hào)的第一光學(xué)級(jí)，偏振態(tài)取向?yàn)榕c所述第一本征態(tài)的交角為第一角，該第一光學(xué)級(jí)提供第一輸出光信號(hào)；以及具有第二本征態(tài)的被輸入所述第一輸出光信號(hào)的第二光學(xué)級(jí)，所述第一本征態(tài)和所述第二本征態(tài)相互之間的交角為第二角，該第二光學(xué)級(jí)提供第二輸出光信號(hào)作為測(cè)試光信號(hào)，這兩個(gè)光學(xué)級(jí)的相對(duì)光程和取向可使得當(dāng)所述光信號(hào)改變波長(zhǎng)時(shí)所述偏振態(tài)在龐加萊球上旋轉(zhuǎn)。
3.按照權(quán)利要求2所述的偏振掃頻模塊，其中，所述第一角和第二角各包含一個(gè)約45°的角度。
4.按照權(quán)利要求2或3所述的偏振掃頻模塊，其中，所述相對(duì)光程包含一個(gè)2的平方根的關(guān)系因子。
5.按照權(quán)利要求2所述的偏振掃頻模塊，其中，所述第一光學(xué)級(jí)包含具有第一光程的第一偏振保持光纖，以所述測(cè)試光信號(hào)作為輸入，所述第一輸出光信號(hào)作為輸出。
6.按照權(quán)利要求5所述的偏振掃頻模塊，其中，所述第二光學(xué)級(jí)包含具有第二光程的第二偏振保持光纖，所述第二光程等于所述第一光程乘以一個(gè)因子，使得當(dāng)所述波長(zhǎng)改變時(shí)所述偏振態(tài)在龐加萊球上旋轉(zhuǎn)，以所述第一輸出光信號(hào)作為輸入，所述第二輸出光信號(hào)作為輸出。
7.按照權(quán)利要求6所述的偏振掃頻模塊，其中，所述因子包含2的平方根。
8.按照權(quán)利要求2所述的偏振掃頻模塊，其中，所述第一光學(xué)級(jí)包含第一分光器，以所述光信號(hào)作為輸入，并提供兩個(gè)正交的偏振態(tài)光信號(hào)作為輸出；以及第一光學(xué)復(fù)用器，將所述兩個(gè)正交的偏振態(tài)光信號(hào)合并而提供第一輸出光信號(hào)，所述兩個(gè)正交的偏振態(tài)光信號(hào)在所述第一分光器和所述第一光學(xué)復(fù)用器之間具有第一光程差。
9.按照權(quán)利要求8所述的偏振掃頻模塊，其中，第二光學(xué)級(jí)包含第二分光器，以所述第一輸出光信號(hào)作為輸入，并提供兩個(gè)正交的偏振態(tài)光信號(hào)作為輸出；以及第二光學(xué)復(fù)用器，將所述兩個(gè)正交的偏振態(tài)光信號(hào)合并而提供第二輸出光信號(hào)，所述兩個(gè)正交的偏振態(tài)光信號(hào)在所述第二分光器和所述第二光學(xué)復(fù)用器之間具有第二光程差，所述第一和第二光程差通過(guò)一個(gè)因子相關(guān)聯(lián)，使得當(dāng)所述波長(zhǎng)改變時(shí)所述偏振態(tài)在龐加萊球上旋轉(zhuǎn)。
10.按照權(quán)利要求9所述的偏振掃頻模塊，其中，所述因子包含2的平方根。
11.按照權(quán)利要求1所述的偏振掃頻模塊，其中，所述旋轉(zhuǎn)裝置包含與光信號(hào)相互作用的有源偏振控制器，使得偏振態(tài)隨光波長(zhǎng)變化而變化，從而產(chǎn)生所述測(cè)試光信號(hào)。
12.按照權(quán)利要求11所述的偏振掃頻模塊，其中，所述有源偏振控制器包含在所述波長(zhǎng)范圍內(nèi)順序地且循環(huán)地改變偏振態(tài)的裝置。
13.一種單次掃頻偏振相關(guān)損耗測(cè)量系統(tǒng)，包括當(dāng)光信號(hào)在一光波長(zhǎng)范圍內(nèi)掃頻時(shí)使光信號(hào)偏振態(tài)在龐加萊球上旋轉(zhuǎn)的裝置；在被測(cè)光學(xué)元件的輸入端和輸出端均測(cè)量在所述光波長(zhǎng)范圍內(nèi)的四個(gè)不同取向的偏振態(tài)的光功率的測(cè)量裝置；以及計(jì)算所述光學(xué)元件的隨四個(gè)不同取向偏振態(tài)的所測(cè)量光功率和對(duì)應(yīng)的己知波長(zhǎng)變化而變化的偏振相關(guān)損耗的計(jì)算裝置。
14.按照權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述旋轉(zhuǎn)裝置包含提供掃頻光信號(hào)的可調(diào)諧激光器；以及偏振控制器，以所述光信號(hào)作為輸入并提供所述光信號(hào)在所述光波長(zhǎng)范圍內(nèi)的順序且循環(huán)的偏振態(tài)。
15.按照權(quán)利要求13或14所述的系統(tǒng)，其中，所述測(cè)量裝置包含在光學(xué)元件的輸入端測(cè)量偏振態(tài)的高速偏振儀；以及在光學(xué)元件的輸出端測(cè)量光功率的光功率計(jì)。
16.按照權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述旋轉(zhuǎn)裝置包含具有第一本征態(tài)的被輸入所述光信號(hào)的第一光學(xué)級(jí)，偏振態(tài)取向?yàn)榕c所述第一本征態(tài)的交角為第一角，該第一光學(xué)級(jí)提供第一輸出光信號(hào)；以及具有第二本征態(tài)的被輸入所述第一輸出光信號(hào)的第二光學(xué)級(jí)，所述第一本征態(tài)和所述第二本征態(tài)相互之間的交角為第二角，該第二光學(xué)級(jí)提供第二輸出光信號(hào)，這兩個(gè)光學(xué)級(jí)的相對(duì)光程和取向可使得當(dāng)所述光信號(hào)改變波長(zhǎng)時(shí)所述偏振態(tài)在龐加萊球上旋轉(zhuǎn)。
17.一種用掃頻波長(zhǎng)光源測(cè)量偏振相關(guān)損耗的方法，包括如下步驟在來(lái)自光源的光信號(hào)的起始光波長(zhǎng)上，在被測(cè)光學(xué)元件的輸入端和輸出端測(cè)量偏振態(tài)和透射光功率；在新的光波長(zhǎng)上改變所述光信號(hào)的偏振態(tài)，從而使所述偏振態(tài)在龐加萊球上旋轉(zhuǎn)；在新的光波長(zhǎng)上，在所述光學(xué)元件的輸入端和輸出端測(cè)量偏振態(tài)和透射光功率；重復(fù)上述的改變和測(cè)量步驟，直至足夠的不同的偏振態(tài)和透射光功率被測(cè)量，從而提供一組測(cè)量數(shù)據(jù)；以及從所述一組測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算所述光學(xué)元件的偏振相關(guān)損耗。
18.按照權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述足夠的不同偏振態(tài)包含至少四個(gè)不同的偏振態(tài)。
19.按照權(quán)利要求17所述的方法，其中，若光波長(zhǎng)在掃頻范圍內(nèi)改變時(shí)偏振相關(guān)損耗變化，所述足夠的不同偏振態(tài)包含至少八個(gè)不同的偏振態(tài)。
全文摘要
一種單次掃頻的偏振相關(guān)損耗測(cè)量，它通過(guò)使測(cè)試光源的偏振態(tài)隨測(cè)試光源在掃過(guò)一光波長(zhǎng)范圍時(shí)光波長(zhǎng)變化而在龐加萊球上旋轉(zhuǎn)。在四個(gè)不同取向的偏振態(tài)測(cè)量被測(cè)光學(xué)元件的輸入端和輸出端的偏振態(tài)和光功率，該測(cè)量以及對(duì)應(yīng)于偏振態(tài)的已知波長(zhǎng)提供一組用于計(jì)算光學(xué)元件的偏振相關(guān)損耗的測(cè)量數(shù)據(jù)。用偏振掃頻模塊(全無(wú)源或有源配置)產(chǎn)生隨測(cè)試光源光波長(zhǎng)變化而變化的偏振態(tài)。偏振掃頻模塊包含掃頻波長(zhǎng)光源(12)以及有源偏振控制器或無(wú)源光學(xué)元件，可使偏振態(tài)隨光波長(zhǎng)變化在龐加萊球上旋轉(zhuǎn)。無(wú)源元件可以是偏振保持光纖(14，16)或者是分光器/復(fù)用器對(duì)，在偏振保持光纖(PMF)的場(chǎng)合，各偏振保持光纖本征態(tài)相互之間和偏振保持光纖本征態(tài)和光源(12)偏振態(tài)之間交角最好為約45°，各PMF(14，16)具有不同光程(L，√2)；在分光器/復(fù)用器對(duì)的場(chǎng)合，在每對(duì)中分光器和復(fù)用器之間有不同光程長(zhǎng)度，每對(duì)中光程長(zhǎng)度差值是不同的。其相對(duì)取向和光程長(zhǎng)度選擇成使得偏振態(tài)在龐加萊球上旋轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)G01N21/21GK1791791SQ200480013286
公開(kāi)日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2004年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月21日
發(fā)明者D·R·安德森, S·辛格 申請(qǐng)人:索爾實(shí)驗(yàn)室公司