[发明专利]一种光纤Shupe常数测试装置及其方法

权利要求书

1.一种光纤Shupe常数测试装置，其特征在于，该装置包括如下器件：激光光源(1)、迈克尔逊干涉光路(2)、密闭恒温减振系统(8)、温度控制系统(9)、光探测器(10)和数字信号处理系统(11)；迈克尔逊干涉光路(2)包括光纤耦合器(3)、参考臂(4)、测量臂(5)、被测光纤(6)和法拉第转镜(7)；被测光纤(6)放置在温度控制系统(9)中，光纤耦合器(3)、参考臂(4)、测量臂(5)和法拉第转镜(7)放置在密闭恒温减振系统(8)中；激光光源(1)和光探测器(10)分别通过光纤连接光纤耦合器(3)，被测光纤(6)采用尾纤熔接方式或者光纤适配器即插即用方式接入测量臂(5)，位于密闭恒温减振系统(8)中的参考臂(4)和测量臂(5)是相互平行设置的，经过的空间位置一致，参考臂(4)的一端和测量臂(5)的一端都与光纤耦合器(3)连接，参考臂(4)的另一端的端末和测量臂(5)的另一端的端末都设置有法拉第转镜(7)；

激光光源(1)发出的光由光纤耦合器(3)等分成两束，一束光进入参考臂(4)稳定传输，另一束光进入测量臂(5)在待测光纤(6)中传输，两束光分别被法拉第转镜(7)反射，在光纤耦合器(3)处发生干涉，干涉光强经过光纤耦合器(3)进入光探测器(10)，光探测器(10)将得到的干涉信号输出给数字信号处理系统(11)。

2.根据权利要求1所述的光纤Shupe常数测试装置，其特征在于，所述的参考臂(4)、测量臂(5)、被测光纤(6)以及各器件之间的连接光纤为普通单模光纤或光子晶体光纤，光子晶体光纤为全内反射光子晶体光纤、全内反射保偏光子晶体光纤、带隙光子晶体光纤或带隙型保偏光子晶体光纤。

3.根据权利要求1所述的光纤Shupe常数测试装置，其特征在于，所述的测量臂(5)，分为两段，第一段测量臂(5-1)的一端连接光纤耦合器(3)的3C端口，另一端采用尾纤熔接方式或者光纤适配器即插即用方式连接被测光纤(6)，第二段测量臂(5-2)的一端采用尾纤熔接方式或者光纤适配器即插即用方式熔接被测光纤(6)，另一端的端末上设置有法拉第转镜(7)；位于密闭恒温减振系统(8)中的两段测量臂(5)和参考臂(4)以旁路监测原理进行布线，参考臂(4)的布线长度为2m。

4.根据权利要求1所述的光纤Shupe常数测试装置，其特征在于，所述的密闭恒温减振系统(8)为全封闭设计的酚醛树脂泡沫恒温减振系统。

5.根据权利要求1所述的光纤Shupe常数测试装置，其特征在于，所述的温度控制系统(9)为无扰动温度控制系统，以自动控制的升温-恒温监测-被动冷却降温的方式对光纤变温进行控制。

6.应用权利要求1所述的光纤Shupe常数测试装置的光纤Shupe常数测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：控制温度控制系统(9)升温至60°C，保持恒温不变，在此过程中通过光探测器(10)探测干涉光强度变化波形并输出至数字信号处理系统(11)，若波形波动显著，表示参考臂(4)的光纤处于变温阶段，测试装置尚未稳定；

步骤2：监测光探测器(10)输出的波形，当波形变化在每40分钟有1个峰值波动变化时，测试装置处于稳定状态，此时控制温度控制系统(9)停止恒温，开始降温阶段，每3min降温0.1°C，由光探测器(10)记录并输出干涉光强度变化波形数据；

步骤3：将光探测器(10)采集的干涉光强度变化波形数据用数字信号处理算法滤除局部扰动误差后，由数字信号处理系统(11)自动统计波形峰值数目N_f，并按照下面公式得出光纤Shupe常数S：

S≈Nf(2L)neffΔT·λ]]>

其中，L为被测光纤(6)的长度，n_eff为被测光纤(6)的有效传输模式折射率，ΔT为温度变化值，λ为实验用激光器波长。