[实用新型]LiNbO3相位调制器性能检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及光电子器件技术领域，具体涉及一种LiNbO3相位调制器性能检测系统。

背景技术

LiNbO₃相位调制器是光纤电流互感器(Fiber Optic Current Transformer,FOCT)的核心部件，是一种为提高系统灵敏度和标度因数稳定性，从而在光路中增加的实现相位偏置和闭环反馈控制功能的器件，LiNbO₃相位调制器对FOCT的整体性能产生直接影响。

FOCT是基于法拉第磁光效应和安培环路定律，通过光纤敏感环检测被测导体内电流的大小，具体为：当被测导体中有电流通过时，在光纤敏感环中传输的左旋和右旋圆偏振光的相速度分别向相反的方向改变，从而产生正比于电流大小的相位差(即法拉第相移)，此时的光路特性称之为具有非互易性。这个相位差可以通过干涉法来测量，并由光电探测器将干涉光信号转变为电压信号输出。根据对电压信号的分析，即可得出被测导体中电流的大小。由于输出信号与电流引起的相位差满足余弦函数关系，为获得高灵敏度，通常会使用相位调制来施加偏置，使之工作在一个响应斜率不为零的点。FOCT通常采用Y型质子交换LiNbO₃相位调制器和直条型Ti扩散LiNbO₃相位调制器。由于LiNbO₃相位调制器本身工艺上的复杂，其对FOCT精度的影响来源于多个光电参数，如插入损耗、偏振串音、偏振相关损耗和半波电压等，任何一个参量随环境和时间发生的变化都会在光路中引入非互易性相位差，该相位差令干涉光信号发生改变，且无法与法拉第相移区分，因而引入测量误差。

目前，传统的LiNbO₃相位调制器检测方法是对器件的各项光电参数进行测试，例如通过插入损耗、偏振串音、偏振相关损耗和半波电压以及各参数的温度特性来评判LiNbO₃相位调制器的优劣，不能完全和精准的反映出LiNbO₃相位调制器在FOCT中的系统性能，因而不能为FOCT中相位调制器的筛选提供直接有效的技术参考指标。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型实施例提供一种基于FOCT光路原理的LiNbO3相位调制器性能检测系统，检验LiNbO3相位调制器在外部环境激励下的性能参数，为FOCT中LiNbO3相位调制器的筛选提供直接有效的技术参考指标。

本实用新型实施例提供一种LiNbO3相位调制器性能检测系统，包括：

偏振光输出元件，其输出端与待测LiNbO3相位调制器的输入端连接，所述待测LiNbO3相位调制器的电信号接入端输入调制信号；

保偏光纤环，其第一端与所述待测LiNbO3相位调制器的输出端连接；

敏感元件，感应通电导体内的基准电流值，与所述保偏光纤环的第二端连接；所述偏振光输出元件输出的偏振光经所述待测LiNbO3相位调制器、所述保偏光纤环、所述敏感元件后原路返回，返回后的线偏振光发生干涉；

探测器，检测干涉光强，并得到与所述干涉光强对应的电信号；

信号处理单元，接收所述探测器发送的电信号，解析后得到测量电流值；

误差计算单元，接收所述信号处理单元发送的所述测量电流值，根据所述基准电流值以及所述测量电流值得到所述待测LiNbO3相位调制器在所处环境下引入的测量误差。

可选地，上述的LiNbO3相位调制器性能检测系统中，所述敏感元件，包括光纤环以及分别设置于所述光纤环两端的光纤波片和反射镜，所述光纤环内有通电导体穿过，所述光纤波片与所述保偏光纤环的第二端连接。

可选地，上述的LiNbO3相位调制器性能检测系统中，所述待测LiNbO3相位调制器为直条型LiNbO3相位调制器时，所述偏振光输出元件包括光源、耦合器和起偏器，其中：

所述光源发出的光经所述耦合器后进入所述起偏器输入端，以产生线偏振光；

所述起偏器的输出端与所述直条型LiNbO3相位调制器的输入端采用45度对轴角进行熔接；

所述直条型LiNbO3相位调制器的输出端与所述保偏光纤环的第一端采用0度对轴角进行熔接。

可选地，上述的LiNbO3相位调制器性能检测系统中，所述待测LiNbO3相位调制器为Y型LiNbO3相位调制器时，所述偏振光输出元件包括光源和耦合器，且所述保偏光纤环的第一端通过偏振合束器与所述Y型LiNbO3相位调制器的输出端连接，其中：

所述光源发出的光输入至所述耦合器；