用于保偏光纖特性表征的白光干涉理論及技術(shù)研究.pdf

1、本文從理論和儀器系統(tǒng)兩個(gè)方面研究了利用白光時(shí)域和頻域干涉法來表征保偏光纖的保偏和色散特性，包括偏振模耦合、偏振消光比、拍長和模間色度色散差的測量。同時(shí)，基于該儀器進(jìn)行了白光干涉納米級位移傳感和材料厚度的測量，實(shí)現(xiàn)了儀器的拓展應(yīng)用。
　　 在課題組原有對保偏光纖偏振耦合測試儀的開發(fā)基礎(chǔ)上，在理論上建立起了保偏光纖模間白光時(shí)域和頻域干涉模型：基于幾何光學(xué)原理建立了保偏光纖偏振耦合測試儀的儀器誤差模型，定量分析了儀器光學(xué)系統(tǒng)的最優(yōu)化裝

2、配角度和結(jié)構(gòu)，并采用了數(shù)值色散補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)了儀器對1.2km保偏光纖偏振耦合的高精度檢測，為高精度光纖陀螺中光偏振的檢測和控制提供了一個(gè)非常有用的工具。
　　 基于保偏光纖偏振耦合的特點(diǎn)提出了一種新的保偏光纖偏振消光比的測量方法，測量靈敏度達(dá)-55dB?；陬l域干涉模型提出了一種新的保偏光纖模間色度色散差的測量方法，該方法測量時(shí)間極短(小于5s)，信噪比高(大于80dB)。利用力致耦合頻域干涉測量了保偏光纖的拍長。研究了光譜干涉位

3、相奇異點(diǎn)處的光譜異動(dòng)，并用該方法實(shí)現(xiàn)了納米級位移傳感。將該儀器開發(fā)成了一臺能同時(shí)測量保偏光纖偏振耦合、拍長、偏振消光比、模間色度色散差和納米級位移的多功能測試儀。
　　 工作中的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
　　 1.詳細(xì)分析了白光干涉法保偏光纖偏振耦合測試儀的儀器誤差。通過定量分析儀器光學(xué)系統(tǒng)裝配角度和算法優(yōu)化，使該測試儀能對1.2km保偏光纖偏振耦合進(jìn)行測量，是目前有文獻(xiàn)報(bào)道的國內(nèi)利用白光干涉法能測量的光纖長度最長的儀器。利用偏振耦合

4、原理提出了一種新的保偏光纖偏振消光比的測量方法，測量靈敏度達(dá)-55dB。
　　 2.在保偏光纖偏振耦合測試中，提出了一種耦合強(qiáng)度數(shù)值色散補(bǔ)償?shù)姆椒?。該色散補(bǔ)償算法具有很高的準(zhǔn)確性，尤其對短光纖，絕對偏差小于0.63dB。
　　 3.建立了保偏光纖模間白光頻域干涉的理論模型，揭示了光譜干涉條紋在位相奇異點(diǎn)處與光源中心波長、光源譜寬、兩干涉光束間光程差的關(guān)系。提出了一種白光頻域干涉保偏光纖模間色度色散差的測量方法，能為保偏光