[实用新型]光源偏振状态动态反馈的相位延迟器特性检测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于偏振光学检测领域，特别是一种不受光源偏振态变化影响、并能同时检测双折射器件的光源偏振状态动态反馈的相位延迟器特性检测装置，本实用新型属于通信领域。

背景技术

利用双折射材料制成的双折射器件，例如波片或相位延迟器(或相位补偿器)是光学实验和光学仪器中广泛使用的基础光学元件。从原理上说,任何具有双折射效应的材料都可以用来做成双折射器件，例如普遍采用的由石英、方解石、氟化镁或云母等双折射晶体制成的晶体相位延迟器、液晶相位延迟器，以及外磁场作用下的磁性液体、W片等等。但不论使用何种材料，为了测量和使用的方便，双折射器件的光轴(或等效光轴)通常均平行于器件表面，入射光均垂直于双折射器件的光轴(或等效光轴)入射。但是,上述所有材料除了具有双折射效应外，还具有二向色性，这会直接导致器件的偏振相关损耗(PDL，Polarization Dependent Loss)；而且器件的相位延迟特性和二向色性(即PDL特性)均是波长的函数，在某些常用波长范围内，其PDL特性会对器件性能产生很大影响。例如，在PCSCA型椭偏仪中，两个旋转相位补偿器的相位延迟特性和偏振相关损耗特性的精确测量是实现高精度测量的前提，任何残余偏振都将影响到偏振测量的精度。如果考虑两个旋转补偿器的偏振相关损耗特性，该椭偏仪的工 作算法必须做出必要的修正。因此，精确测量两个旋转补偿器的相位延迟特性和PDL特性就具有极其重要的意义。

在对双折射器件进行特性测量的现有方式中，为了建模及测量分析的方便，通常将光源看作自然光源，即将光源发出光信号的偏振度视为0；但实际上，常见自然光源(如氙钨灯、卤素灯等)的偏振度通常在10％左右，而且由于输入光的偏振态随时间随机变化，输出光电流也会随机波动，这就导致测量结果的随机误差，影响测量的准确度。但是，在现有测量方法中，未见有能同时进行光源偏振波动反馈控制的双折射器件相位延迟和PDL特性的检测方案。

发明内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种能消除光源偏振波动对测量结果的影响、并能同时检测双折射器件的光源偏振状态动态反馈的相位延迟器特性检测装置，本实用新型装置属于非接触测量，能够快速检测双折射器件的相位延迟和偏振相关损耗特性，同时进行光源偏振波动检测，反馈消除光源功率波动误差；使用方便高效，可用于实际生产及研究工作中进行未知双折射器件的相位延迟和PDL特性的直接定标，并且测量结果不受光源和探测器光谱特性的影响。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

光源偏振状态动态反馈的相位延迟器特性检测装置，包括光源、起偏器、保偏分光器、待测器件、检偏器、第一驱动装置、第二驱动 装置、第一光电探测器、反馈控制系统和第二光电探测器；其中：起偏器、保偏分光器与光源共传输轴放置；保偏分光器的一路输出与待测器件、检偏器、第一光电探测器共光轴放置，保偏分光器的另一路输出与第二光电探测器共光轴放置；待测器件能够由第一驱动装置驱动下绕其自身光轴旋转；检偏器能够由第二驱动装置驱动下绕其自身光轴旋转；第一驱动装置和第二驱动装置与反馈控制系统相连接，在反馈控制系统的控制下分别驱动待测器件和/或检偏器旋转到指定角度；第一光电探测器和第二光电探测器与反馈控制系统相连接，将检测到的光信号转变为电信号后传输给反馈控制系统，反馈控制系统根据输入的电信号计算出待测器件的相位延迟参数和偏振相关损耗参数。

所述第一驱动装置包括第一转盘和第一电机，第一转盘由第一电机驱动旋转，第一转盘为中空结构，所述第一转盘中空结构内设置有固定待测器件的定位装置，使得待测器件跟随第一转盘同步旋转；

所述第二驱动装置包括第二转盘和第二电机，第二转盘由第二电机驱动旋转，第二转盘为中空结构，所述第二转盘中空结构内设置有固定检偏器的定位装置，使得检偏器跟随第二转盘同步旋转。

所述光源是输出稳定型自然光源或者波长可调型自然光源，其输出波长同待测器件的波长范围相适应。

所述起偏器和检偏器采用二向色性偏振器或者双折射偏振器或者光纤偏振片，其工作波长范围覆盖待测器件的工作波长范围。

所述偏振分光器是保偏半透半反镜或者保偏光纤耦合器，其工作 波长范围覆盖待测器件的工作波长范围。

所述偏振分光器后设置有扩束-准直透镜组。

所述第一光电探测器和第二光电探测器为光电二极管或者光电倍增管或者CCD线阵传感器或者CCD面阵传感器，其工作波长范围覆盖待测器件的工作波长范围。

本实用新型的有益效果：