偏振模色散测试系统设计和的研究

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1、摘要摘要光纤通信的出现是通信领域的一次飞跃，它的发展大大提高了信息容量和传输距离，并以损耗低、信号串扰小、光缆适应性强等特点得到广泛应用。但是光纤通信也存在一些限制因素，如光纤的衰减、非线性以及色散等。随着科技的进步，光纤的衰减、非线性以及材料色散、波导色散、模间色散等色散问题得到了很好的解决。目前光纤通信正朝着高速率、大容量、长距离的方向发展，这致使原来不太被关注的偏振模色散问题变得越来越突出，它己成为高速光纤系统发展道路上的最大障碍。目前国内对PMD的研究主要是对基础测量方法或者补偿的研究，而对于PMD计量标准测量实验研究还比较少，在国内已经出

2、现了各种原理制造的PMD测试仪的背景下，深入研究PMD计量传递标准物校准装置具有很重要的现实意义。本论文的主要工作有：一、本文为以计量标准为目标，对偏振模色散的测量方法进行了理论研究，并进行了全面的比较后认为，琼斯矩阵本征法是一种高精度的实验测量方法，并得到国际上各大计量机构的广泛认可。二、本文利用琼斯矩阵本征值法的基本原理，并参考相关研究资料，设计了一套偏振模色散测量研究装置。它通过高速波片旋转技术和精密锁相放大测量技术相结合，实现了斯托克斯矢量的高精度测量。本文所设计的测试系统主要基于旋转1／4波片法的琼斯矩阵本征分析理论，它采用带轴承的空心轴

3、电机进行波片旋转控制，优化了光路，提高了系统的测量稳定性；并加入了数据采集系统，能与PC机进行通讯，实现了测量的实时显示与控制。三、本文对系统各个部分的设计原理以及结构进行了详细的介绍，并利用石英波片对测试系统进行了验证校准实验，初步证明了测试系统设计方案的可行性。论文的最后对系统的设计进行了总结并对下一步的工作进行了展望。关键字：偏振模色散、群时延差、琼斯矩阵本征值法、旋转1／4波片法AbstractThedevelopmentofopticalfibercommunicationshasbroughtaleapinthefieldofcommu

4、nication,itgreatlyimprovestheinformationcapacityandtransmissiondistance，anditiswidelyappliedastolowloss，smallcrosstall【，cableadaptabilityandothercharacteristics．Buttherearesomelimitingfactorsofopticalfibercommunication,suchasfiberattenuation,nonlinearityanddispersion．Withthede

5、velopmentoftechnology,fiberattenuation,nonlinearityanddispersionhavebeensolved．Currently,thefibercommunicationdevelopstowardhigllspeed，largecapacityandlongdistance，ithasmadepolarizationmodedispersion(PMD)becomeveryprominentandhasbecomethebiggestobstacleofhigh-speedoptimalfiber

6、system．Atpresent,thedomesticresearchonPMDismainlyaboutmeasurementmethodorcompensation．However,thereasearchonthemeasurementtestsofPMDstandardisstillrelativelyrare．Therefore，thisstudyhasgreatsignificance．Therearethreepartsinthethesis：1．Inthispaper,putsmetrologicalstandardsastheg

7、oal，andwe’havedonealotofresearchandmadeacomparisonbetweenthepolarizationmodedispersionmeasurementmethods．TheresultsshowthattheJonesmatrixeigenanalysis(JME)isanaccurateexperimentalmeasurementmethod．2．Inthispaper,wehavedesignedaPMDmeasurementsystemwithJMEmethod．Wehasachievedhigh

8、-precisionmeasurementofStokesvectorthroughhighrotationspeedte