[发明专利]全自动光纤偏振特性分析系统

说明书

技术领域

本发明涉及信号系统领域。具体地说是一种用于光信号处理、激光器输出激光偏振特性分析或偏振保持光纤偏振特性测试的全自动光纤偏振特性分析系统。

背景技术

目前的光学自动偏振分析系统产品中所使用的起偏或检偏装置都是利用机械装置旋转起偏器、检偏器或波片来实现对入射光偏振特性分析的结构。对于自动偏振分析系统，其旋转起偏器、检偏器或波片的部件由步进电机或伺服电机配合角度分辨装置来实现。对于手动偏振分析系统，其旋转起偏器、检偏器或波片的部件由手动旋转配合固定角度分辨盘来实现。这种结构一方面必须严格设计起偏器、检偏器或波片的旋转轴共轴，否则在起偏器、检偏器或波片旋转过程中的转轴错位将使通过其光斑画圆，从而导致输出光强不再与起偏器主轴和检偏器主轴方向的夹角成一一对应关系，由此产生测量信号的失真。另一方面，光路系统的设计越来越精密，同时还要讲究结构简约和成本低廉。由于转动电机稳定性较差，以及构造过于复杂等特点，不利于系统的实用化和集成化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全自动光纤偏振特性分析系统，该系统利用改变与起偏器及检偏器共轴的磁旋光晶体轴向上所施加的磁场的大小对通过其中的偏振光的偏振方向进行旋转，读取360°旋转角中检偏器输出光的两个最大值和最小值，并计算得出被测光纤的偏振特性参数。由此避免了机械旋光装置的非同轴测量误差，大大提高了测量精度。

本发明采取了如下技术方案。本发明包括偏振光产生装置和检偏装置两部分，偏振光产生装置和检偏装置通过待测光纤001相连接，所述偏振光产生装置包括激光器101、第一光纤适配器102、第一自聚焦透镜103、第一磁旋光装置、起偏器106、第二磁旋光装置、第二自聚焦透镜109、第二光纤适配器110、第一驱动信号合成器111、第二驱动信号合成器112和第一计算机113，所述第一磁旋光装置和第二磁旋光装置均由电磁线圈和设置在线圈内部的晶体组成，其中：激光器101输出的激光依次经过第一光纤适配器102、第一自聚焦透镜103后转换成平行光，平行光通过第一磁旋光装置中的晶体，第一磁旋光装置调整其出射光的主偏振轴方向与起偏器106的偏振主轴方向一致，通过第一磁旋光装置中晶体的出射光经过起偏器106后输出线偏振光，线偏振光依次通过第二磁旋光装置中的晶体、第二自聚焦透镜109和第二光纤适配器110后输入给检偏装置，第二磁旋光装置中的晶体的出射线偏光的偏振方向与外接的待测光纤001双折射主轴方向保持一致。所述第一计算机113通过控制第一驱动信号合成器111来调节第一磁旋光装置中的电磁线圈中的电流进而控制第一磁旋光装置输出光方向，第一计算机113通过控制第二驱动信号合成器112来调节第二磁旋光装置中的电磁线圈中的电流进而控制第二磁旋光装置输出光方向。

所述检偏装置包括第三光纤适配器201、第三自聚焦透镜202、第三磁旋光装置、第一检偏器205第三自聚焦透镜206、第一光电探测器207、第三驱动信号合成器208、计算机209和数据采集卡210，所述第三磁旋光装置由电磁线圈和设置在线圈内部的晶体组成，其中：偏振光产生装置的输出光依次经过第三光纤适配器201、第三自聚焦透镜202后被转变成平行光，平行光依次经过第三磁旋光装置、检偏器205后被第一光电探测器207接收，第一光电探测器207将每个偏转角度下出射光在检偏器205的偏振主轴上的光强分量转变为电信号，并通过数据采集卡210传送给第二计算机209，第二计算机209对其进行处理得到入射光的主偏振方向。所述第二计算机209通过控制第三驱动信号合成器208来调节第三磁旋光装置中的电磁线圈中的电流进而控制第三磁旋光装置输出光方向。

所述检偏装置包括沿光的传播方向依次设置的第四光纤适配器301、第五自聚焦透镜302、第四磁旋光装置、1/4玻片305、第五磁旋光装置、第二检偏器308、第六自聚焦透镜309和第二光电探测器310，第二光电探测器310的输出端通过数据采集卡313与第三计算机314相连，所述第三计算机314通过控制第四驱动信号合成器311来调节第四磁旋光装置中的电磁线圈中的电流进而控制第四磁旋光装置输出光方向；所述第三计算机314通过控制第五驱动信号合成器312来调节第五磁旋光装置中的电磁线圈中的电流进而控制第五磁旋光装置输出光方向。

所述各磁旋光装置均有一个电磁线圈和设置在电磁线圈内部的YIG晶体组成，电磁线圈与YIG晶体同轴布置。