[发明专利]一种光楔延迟消偏振的光栅转动分光装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于光栅转动分光技术领域，尤其涉及的是一种光楔延迟消偏振的光栅转动分光装置及方法。

背景技术

目前，光纤通信技术由于具有传输容量大、传输速率高、抗电磁干扰、保密性强等优点，已经在军事、工业、农业、医疗和科学研究等各个领域得到了飞速发展和广泛应用，随着光纤通信系统的传输速率和传输精度的不断提高，对光纤通信系统的测试尤为重要，相关测试仪器起着“看似配角，实为关键”的重要角色。无论是光纤通信系统研制单位，还是光纤通信器件研制生产单位都需要通信波段的光谱分析仪对其相关产品或系统的性能参数进行测试与分析，在600～1700nm近红外通信波段，近红外光谱分析仪是最通用的光频率域测量仪器，其中分光系统是光谱仪的核心，专门用于测试、分析与表征光纤通信系统中近红外半导体光源、光纤及光纤放大器、光学滤波器、光纤传感器等器件的光谱特性或光波传输特性以及光纤通信系统总体参数的光谱分析仪，其分光系统一般采用单通道光栅转动型，根据光学结构的不同，又分为单通型、级联型和双通型等。

在分光系统中，衍射光栅的衍射效率和光的偏振有很大的关系，为了减少偏振灵敏度的影响，提高电平测量精度，一种现有方法是采用偏振光分别接收的方法。如图1所示，入射光101由衍射光栅102分离成单一波长的光，再经过偏振分光棱镜105分解为o光和e光，根据不同的波段，分别由相应的光探测器接收，长波o光由o光长波探测器106接收，短波o光由o光短波探测器107接收，长波e光由e光长波探测器108接收，短波e光由e光短波探测器113接收，相应探测器将光信号转换成电信号，电信号叠加后由程控放大电路110进行程控放大，放大后的信号由A/D转换器112变换为数字信号送主控模块111进行校正和数据处理后，最终得到正确的光谱数据109。在这个过程中，经过偏振分光棱镜105分光后的光十分微弱，为了配合放大电路110对信号进行放大，首先要先将连续光调制成脉冲光，所以，在进入偏振分光棱镜之前，单色光首先要通过斩波器104进行调制，主控模块111同时还发送驱动信号给放大电路110和斩波器104，控制其正常工作，电机103控制着衍射光栅102的转动，从而调谐入射光波长。这种方法的本质是根据分离的单色光的偏振状态和波段设计四套光信号探测系统以达到分别接收的目的。

上述方法在一定程度上能够有效的降低分光系统的偏振敏感度，但存在如下缺点：(1)经过偏振分光棱镜和一系列反射及准直镜，光通量损失较大，给后端光电探测和信号处理增加难度；(2)由于采用四套光电探测系统，结构复杂，体积大，成本高；(3)如果不同偏振方向的光的衍射损耗差别很大，系统的信噪比将恶化，灵敏度低。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种光楔延迟消偏振的光栅转动分光装置及方法。

本发明的技术方案如下：

一种光楔延迟消偏振的光栅转动分光装置，其中，包括出射光及入射光、光楔延迟板、抛物面反射镜、转动衍射光栅、反射和聚焦系统、数据探测系统；所述光楔延迟板，用于消除偏振敏感度；所述抛物面反射镜，用于对光线准直和聚焦；所述转动衍射光栅，用于对入射光色散分光；所述反射和聚焦系统，包括平面反射镜、透镜、可变孔径轮；所述平面反射镜，用于对光进行反射；所述透镜，用于对光进行聚焦；所述可变孔径轮，用于选择不同的狭缝宽度，所述可变孔径轮的轮面上刻有不同孔径大小的狭缝，通过电机控制所述可变孔径轮的转动，来选择所述可变孔径轮上的不同的狭缝宽度；所述数据探测系统包括平面反射镜、出射狭缝、双色近红外光电探测器、信号放大器及模数转换器；所述平面反射镜，用于对光进行反射，改变光的传播方向；所述出射狭缝，用于接收出射单色光；所述双色近红外光电探测器，用于进行光电变换；所述信号放大器用于信号放大；所述模数转换器，用于模数转换。

所述的光楔延迟消偏振的光栅转动分光装置，其中，所述可变孔径轮为可转动的可变孔径轮；所述来选择所述可变孔径轮上的不同的狭缝宽度，用于选择光栅转动分光装置不同的波长分辨带宽。

所述的光楔延迟消偏振的光栅转动分光装置，其中，所述入射光波长调谐由转动衍射光栅的角位置控制。

所述的光楔延迟消偏振的光栅转动分光装置，其中，所述光楔延迟板由光轴正交、楔角相等且斜面并列互相紧贴的两个光楔胶合而成。