[发明专利]一种降低反射式光纤电流计零漂的系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于全光纤电流传感技术领域，涉及一种降低反射式光纤电流计零漂的系统及方法。

背景技术

反射式光纤电流计因安全性高、无磁滞饱和、测量范围大、结构简单等优点，受到各国研究者的重视。目前，由于实际系统中的光学器件不是完全理想的，系统存在偏振光之间的串扰，表现为引入了非法拉第相移的其他非互易相移，在无电流情况下，系统输出不为零，即出现零漂现象。对于零漂大的电流计，无法判断其输出是漂移还是有较小的电流，成为产业化过程中亟待解决的问题。

解决零漂问题，关键在于消除全光纤电流互感器的偏振误差现象。针对全光纤电流互感器的偏振误差问题，文献[1]利用琼斯矩阵方法，对系统各主要偏振器件带来的误差进行了仿真，[2]重点分析了四分之波片的影响，[3]分析了系统外部环境因素带来的非互易相移对测试的影响。然而，对于全光纤电流互感器的偏振误差以上文献均没有提出有效的解决方法。

[1]王夏霄，张春熹.全光纤电流互感器的偏振误差研究[J].光子学报，2007,362：320-323

[2]Jinhui Hao,Ping Huang,Xuyou Li.Polarization Errors Analysis of Waveplate in Sagnac Optical Fiber Current Sensor[J].2011International Conference on Electronic&Mechanical Engineering and Information Technology（郝金辉，黄萍，李绪友.Sagnac型光纤电流传感器波片的偏振误差分析[J].2011年电子与机械工程和信息技术国际会议.238-241）

[3]Wei Wang n,Xuefeng Wang,Junlei Xia.The Nonreciprocal Errors in Fiber Optic Current Sensors[J].Optics&Laser Technology,2011,43:1470-1474（王巍等.光纤电流传感器的非互易误差[J].光学与激光技术，2011,43:1470-1474.）

发明内容

本发明的目的是提供一种降低反射式光纤电流计零漂的系统及方法，解决了现有技术中普通反射式光纤电流计零漂较大的技术问题。

本发明所采用的技术方案是，一种降低反射式光纤电流计零漂的系统，包括SLD器件，PINFET器件，SLD器件、PINFET器件与铌酸锂Y波导集成光学器件通过熔接的方式连接，铌酸锂Y波导集成光学器件倒向使用，SLD器件发出的光经铌酸锂Y波导集成光学器件变为线偏振光，后经45°熔接点，一束线偏振光变为两束相互垂直的线偏振光，分别沿保偏光纤的X轴及Y轴传播，经1/4波片后两束线偏振光分别转变为左旋圆偏振光及右旋圆偏振光，通过传感光纤传输到传感光纤末端，传感光纤末端设有反射镜。左旋圆偏振光及右旋圆偏振光通过反射镜偏振态发生翻转并按原光路返回，左旋圆偏振光及右旋圆偏振光通过传感光纤时，由于电流产生磁场的法拉第效应，使得左旋圆偏振光及右旋圆偏振光的传输相位之间产生法拉第相差；同时，由反射镜产生的偏振态翻转并按原光路返回的过程，使得法拉第效应产生的相位差增加一倍，待传至1/4波片处时左旋圆偏振光及右旋圆偏振光转变为相互正交的线偏振光，两束线偏振光发生干涉，并通过PINFET器件进行测量。

本发明还公开了一种降低反射式光纤电流计零漂的方法，其特点在于：包括，

在起偏器不理想并假设系统中其他器件均为理想器件的情况下，可用以下琼斯矩阵表示光路中各偏振器件的偏振特性

（1）光纤起偏器PGp=100ϵ]]>

其中，ε表示电矢量在消光轴和透光轴方向上各自的振幅比，用T=-10logε²表示消光比

（2）45°熔接点S                （3）相位调制器Z