[发明专利]一种用于具有超高分布式双折射色散的光纤保偏器件的色散补偿方法

说明书

本发明属于光学相干域偏振测量技术领域，具体涉及一种通过抑制超高分布式双折射色散对光学相干域偏振测量装置输出信号的影响来提高测试系统性能的用于具有超高分布式双折射色散的光纤保偏器件的色散补偿方法。本发明包括：将光学相干域偏振测量装置对待测保偏器件进行分布偏振串扰测试得到的分布偏振串扰原始数据的两端进行补零得到初始的待补偿数据；提取待补偿数据在光程差范围内的数据段作为首端数据等。本发明无需额外的硬件配置即可实现对OCDP输出信号进行超高分布式双折射色散补偿，而且灵活度高，可以补偿二阶、三阶双折射色散，并且可以依据需求补偿更高阶的双折射色散。

技术领域

本发明属于光学相干域偏振测量技术(Optical Coherence DomainPolarization，简称为OCDP)领域，具体涉及一种通过抑制超高分布式双折射色散对光学相干域偏振测量装置输出信号的影响来提高测试系统性能的用于具有超高分布式双折射色散的光纤保偏器件的色散补偿方法。

背景技术

光学相干域偏振测量技术(OCDP)是基于白光干涉法(White LightInterferometry，简称为WLI)的用于测量保偏器件的分布偏振串扰的一种技术方案。OCDP一般采用宽谱光源，如超辐射发光二极管(SLD)，而且为了避免干涉峰具有本征旁瓣，一般选用高斯型光谱的宽谱光源；宽谱光经过起偏器注入待测器件，依据待测器件的不同选择不同的起偏器对轴角度，如对于光纤环的检测，我们一般使用0°起偏器将宽谱光由慢轴注入，而对于Y波导的检测，一般使用45°起偏器将宽谱光由快轴和慢轴同时注入；待测器件的快慢轴输出的光被一个45°检偏器耦合至其单模输出尾纤，然后通过一个2×2耦合器进入一个马赫增德尔干涉仪(Mach-Zehnder Interferometer，简称MZI)或迈克尔逊干涉仪(Michelson Interferometer，简称MI)；最后干涉仪输出的信号通过一个差分探测电路进行探测。保偏待测器件中的缺陷点会导致其快慢轴中的光向另一轴耦合，而且由于保偏待测器件的快慢轴之间存在模式双折射(Modal Birefringence)，因此从待测器件快慢轴输出的光之间会存在一定的光程差，并且该光程差通常是大于光源相干长度的。通过干涉仪中的位移台可以进行光程匹配，实现将待测器件快慢轴的输出光进行干涉，并最终输出一系列干涉峰，这些干涉峰能够反映待测器件中缺陷点的位置、消光比等参数信息(参见在先技术[1]，中国专利CN103900680A)。

由于待测器件的快慢轴之间存在的双折射色散(Birefringence Dispersion)，会导致OCDP输出信号的劣化，(参见在先技术[2]，中国专利CN 102332956B)具体包括二阶双折射色散会导致干涉峰包络的展宽以及幅度的降低，也就是降低了空间分辨率并使消光比测量值失真。甚至在某些情况下，两个相邻的干涉峰会由于双折射色散的存在而出现分裂的情况，导致得到错误的测试结果(参见在先技术[3]，中国专利CN 104006948B)。因此，双折射色散补偿成为实现高分辨率、高消光比测量精度的OCDP系统的一个关键技术。

双折射色散补偿方法主要分为硬件补偿和软件补偿两类。硬件补偿方法通常是在参考臂中插入色散补偿器件，使干涉仪两臂的色散匹配，而对于双折射线性变化的情况，可以通过在位移台中嵌入一对平行的闪耀光栅来实现二阶、三阶色散补偿(参见在先技术[4]，中国专利CN 100398057C)。然而，硬件补偿方法需要使用复杂的硬件装置，提高了位移台的调试难度，而且需要已知待测器件的双折射色散量。软件补偿方法通常无需对现有系统的硬件进行更改，而是对采集的信号进行后处理来实现双折射色散补偿，虽然不能像硬件补偿方法那样进行实时补偿，但是软件补偿方法要更灵活，并且一般无需已知待测器件的双折射色散量。对于使用空间光路干涉仪输出的干涉数据，可以通过使用矩形窗函数分别截取出主峰数据以及需要进行双折射色散补偿的某一干涉峰的数据，然后通过计算两者包络宽度的比值来进行双折射色散系数的估计，进而构造相位补偿因子来进行双折射色散补偿(参见在先技术[2]，中国专利CN 102332956B)。然而该技术仅对空间光路干涉仪有效，并且需要进行双折射色散补偿的干涉峰是能够进行包络宽度度量的，对于那些被噪声淹没的干涉峰则无法实现双折射色散补偿。