用于保偏光纤性能检测光学相干检测方法的研究

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1、用于保偏光纤性能检测的光学相干检测方法研究摘要光学低相干偏振检测技术(OCDP)对于光纤陀螺有着重要的现实意义，光纤陀螺在航空，航天，航海和兵器等军用领域和地质，石油勘探等民用领域有着广阔的发展前景，所以对于光纤陀螺器件性能的评价对于光纤陀螺精度的提高有着至关重要的作用。本文所研究的光学低相干偏振检测仪可以对光纤陀螺中的保偏光纤环的偏振耦合点位置和耦合强度进行测试；对保偏耦合器和Y波导的消光比进行测试。这对于光纤陀螺器件的选择有着指引作用。本文从白光干涉的原理进行分析，基于迈克尔逊白光干涉仪的基础上设计

2、光学低相干偏振检测仪，对测试光路进行理论建模分析，并对保偏光纤环，保偏耦合器和Y波导进行实验分析。实验证明了光学低相干偏振检测仪的有效性，具体研究内容为：l本文基于白光干涉法的偏振耦合检测是利用迈克尔逊干涉仪补偿由于保偏光纤中耦合点导致的偏振主轴光波与耦合轴光波而产生的光程差。从而发生干涉，通过产生的干涉条纹分析保偏光纤中发生耦合点位置及该点耦合的强度。基于琼斯矩阵理论搭建白光干涉的光路数学模型。2构建光学低相干偏振检测系统方案，搭建实验方案平台。对构成系统中的器件的性能进行分析，并且搭建了这些关键器件

3、性能测试的实验平台，对器件的测试数据进行分析，区别了膜片型保偏耦合器，熔融拉锥保偏耦合器和偏振分束器的不同性能，有利于器件的选择。对比了不同光源的特点，选择SLD宽谱光源。分别对OCDP的光路部分和整体的性能进行测试，测试得到的干涉图样的动态范围为84dB，偏振灵敏度达到．84dB，观察出两个耦合点及各自的中心位置及干涉包络，测试判断的两个耦合点位置，得到分辨率为5cm以内。3光纤陀螺中保偏光纤环的对称性对于光纤陀螺的整体性能有着很重要的意义，所以测试保偏光纤环性能的同时必须要保证光纤环的对称性。为了使

4、得在光学低相干偏振检测系统中无需焊接的测试，本文所设计了一套用于光学相干域偏振检测系统的对轴系统，在OCDP中添加保偏光纤对轴机构和光强探测计，并且提出了一个可以使待测光器件(保偏光纤环)与偏振耦合测试系统独立分开的方法。通过实验验证了利用光强变化确定角度对准情况的方法的有效性，对轴角度精度10。4本系统除了用于保偏光纤环的耦合性能检测还可以用于光纤陀螺中其它器件的消光比测试，基于琼斯矩阵建立测试Y波导，保偏耦合器的数学模型。对其器件的偏振耦合特性进行理论研究。同时利用OCDP的检测系统对Y波导，保偏耦

5、合器的消光比进哈尔滨工程大学硕士学位论文行测试，保偏耦合器的消光比为22．6dB，测试的数据与理论误差基本相符。对在测试系统中出现的二次相干峰进行研究，利用光源光谱特性与相干函数的关系，对光谱函数逆傅里叶变换，寻找光谱调制对相干函数的影响。对光源的性能做出评价。关键词：白光干涉；偏振耦合；保偏光纤；Y波导；保偏耦合器；光纤对轴；用于保偏光纤性能检测的光学相干检测方法研究ABSTRACTOpticallowcoherentpolarizationdetection(OCDP)technologyisval

6、uabletoopticfibergyroscope．Fiber-opticgyroscopehasbroaddevelopmentinaviation，space，sailing，weapons，geology,oilexplorationandSOon．Soifwewanttoimprovetheperformanceofopticfiber、gyroscope，wemustknowhowtoappraisethecomponentinit．Thispaperstudiestheopticallow

7、coherentpolarizationdetectioninstrumentCantesttheplaceofpolarizationcouplingpointandstrengthofcouplingoffiberopticring，andalsotesttheextinctionratioofYwaveguideandpolarization-maintainingfibercoupler．BasedontheWhitelightinterferenceprinciple，wedesignaOCD

8、EInthispaper,weuseJonesmatrixtosetupmodel．AtlastweusetheOCDPtestthepolarizationoffiberopticalring，Ywaveguideandpolarization-maintainingfibercoupler．Theexperimentresultsshowthissystemiseffective．Specificcontentis：1Inthispap