一種光濾波器偏振無關性的簡易測量系統的製作方法

2023-05-27 21:40:36 2

專利名稱：一種光濾波器偏振無關性的簡易測量系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及光濾波器的檢測技術，特別是一種能夠方便、快捷、準確地檢測任何光濾波器的偏振無關性的簡易測量系統。
背景技術：
光濾波器的偏振無關性對現代光濾波器研究十分重要，如濾波器的光偏振相關性可導致輸入光的偏振態變化時，其輸出的光強度損耗和信道中心波長發生偏移。在高速光纖通信器件的研究中，減小甚至消除偏振相關性是所有光通信器件設計的共同目標，因此如何測量器件的偏振無關性至關重要。通過對現有文獻進行檢索，目前驗證偏振無關的主要方法是從理論上論證其偏振無關性，尚未有偏振無關性的實際測量方案，無法進行理論與實驗的相互印證。

發明內容本發明的目的旨在為克服現有技術的不足，而提供了一種光濾波器偏振無關性的簡易測量系統。該系統利用起偏器，使輸入的任意偏振態的光發生起偏，輸出單一線偏振光。通過偏振控制器改變輸入待測裝置的線偏振光的偏振態，觀察輸出譜型來判斷待測裝置是否偏振無關。
本發明為解決上述問題所採用的方案是設計光濾波器偏振無關性的簡易測量系統，它包括寬帶光源、起偏器、偏振控制器、光譜分析儀及連接用單模光纖，其特徵在於所說的光源(1)的輸出端與起偏器(2)的輸入端相連接，起偏器(2)的輸出端與偏振控制器(3)的一端相連接，在偏振控制器(3)的另一端與光譜分析儀(4)的輸入端之間連接待測裝置。
本發明將待測光濾波器裝置連接到測量系統中，利用起偏器使輸入的任意偏振態的光發生起偏，成為線偏振光。利用偏振控制器來任意改變輸入待測裝置的線偏振光的偏振態，觀察輸出譜型來判斷待測裝置是否偏振無關。例如以光環行器和HBF Sagnac幹涉儀組成的濾波器為待測裝置，理論上該待測裝置具有偏振無關性，本發明的測量系統對該裝置進行測試的結果與理論分析結果一致，實驗驗證了其偏振無關特性。同時該測量系統為多種光濾波器偏振無關特性的測量及證明提供了可行的方案。本發明採用光學元件少、結構簡單、成本低廉、易於操作，能夠方便、快捷、準確地檢測任何光濾波器裝置。

圖1為光濾波器偏振無關性的簡易測量系統示意圖；圖2為以光環行器和HBF Sagnac幹涉儀組成的濾波器作為待測光濾波器裝置的連接示意圖；圖3為輸入光偏振態變化時，實施例的待測裝置的反射譜；圖4為輸入光偏振態變化時，實施例的待測裝置的透射譜。
圖中1.寬帶光源；2.起偏器；3.偏振控制器；4.光譜分析儀；5.單模光纖。
以下結合本發明的實例參照附圖進行詳細敘述。
具體實施方式本發明的光濾波器偏振無關性的簡易測量系統由寬帶光源、起偏器、偏振控制器、光譜分析儀及連接用單模光纖等組成。其中(如圖1所示)寬帶光源1的輸出端與起偏器2的輸入端相連接，用於提供滿足待測裝置所需的激勵信號；起偏器2的輸出端與偏振控制器3的一端相連接，用於將輸入光起偏，輸出單一線偏振光；偏振控制器3的另一端與待測裝置的輸入端相連，用於改變輸入待測裝置的線偏振光的偏振態；最後將待測裝置的輸出端與光譜分析儀4相連，光譜分析儀用於實時顯示並記錄待測裝置輸出的光譜譜型。整體各器件之間用單模光纖5連接。
所說的寬帶光源可以是提供激勵信號的寬帶光信號源，如發光二極體或基於摻雜光纖的超螢光光源。
所說的起偏器是只輸出沿特定方向偏振的單一線偏振光的偏振模式選擇器，如漸逝場型起偏器、晶體被覆型起偏器或線圈型起偏器。
所說的偏振控制器是能使光波的偏振方向發生旋轉的光學儀器或器件，如波片組合偏振控制器、光纖打圈偏振控制器或鈮酸鋰集成光學偏振控制器等。
所說的光譜分析儀是工作波長為通信波段的600nm到1750nm的光譜分析儀。光譜分析儀可以實時顯示並記錄待測裝置輸出的光譜譜型。
本發明所述的光濾波器偏振無關性的測量系統可在常溫下工作。
本發明的原理是寬帶光源輸入測量系統的光首先經過起偏器起偏，輸出單一線偏振光，調節偏振控制器改變輸入待測裝置線偏振光的偏振態的同時，觀察光譜分析儀中譜型變化。起偏器的工作原理是一束各向同性的光(或者部分偏振光)注入起偏器後，只有沿特定方向偏振的單一線偏振光輸出。本發明的檢測系統可用來對各種光濾波器如M-Z幹涉儀型光濾波器，AWG平面光波導型濾波器進行偏振無關性的檢測。
本發明實例是以光環行器和HBF Sagnac幹涉儀組成的濾波器為待測裝置。理論上分析該濾波器的偏振無關性如下HBF Sagnac幹涉儀的傳輸譜的表達式為，T=[cossin(1-2)]2---(1)]]>公式(1)中=2Lnoe,]]>L為雙折射光纖(HBF)的長度，Δnoe＝|ne-no|為雙折射光纖o光和e光之間的等效折射率差，θ1和θ2為入射光與雙折射光纖快軸間的夾角。該濾波器的反射功率譜由下式表示，R＝1-T (2)由公式(2)可以導出該濾波器的透射譜和反射譜的信道間隔Δλ為，=2Lnoe---(3)]]>由公式(1)-(3)我們可以看出實例中的待測裝置-濾波器的透射譜和反射譜的光強、信道中心波長和信道間隔均與入射光的偏振態無關，即實例中的待測裝置-濾波器理論上具有偏振無關性。
實例中(如圖2所示)，由寬帶光源1(實際使用的是波長範圍1500nm-1650nm寬帶光源)輸入測量系統的任意偏振態的光，進入起偏器2，起偏器2使輸入光發生起偏，輸出只沿特定方向偏振的單一線偏振光，線偏振光經偏振控制器3進入待測裝置-濾波器。檢測可以將濾波器的輸出埠Port 1輸出的反射光接入光譜分析儀4，調節偏振控制器3改變輸入濾波器的線偏振光的偏振態，同時觀察並記錄光譜分析儀4的反射譜譜型變化。檢測也可以將濾波器的輸出埠Port 2輸出的透射光接入光譜分析儀4，調節偏振控制器3，同時觀察並記錄光譜分析儀4的透射譜譜型變化。通過上述方案，可觀測到當改變輸入光的偏振態時，該濾波器的透射譜和反射譜維持不變，即光強、信道中心波長和信道間隔均保持不變(輸出光譜見圖3、圖4)，亦即無偏振相關損耗和頻率偏移。即可證明該濾波器是偏振無關的，與理論分析結論一致。
權利要求
1.一種光濾波器偏振無關性的簡易測量系統，包括寬帶光源、起偏器、偏振控制器、光譜分析儀及連接用單模光纖，其特徵在於所說的寬帶光源(1)的輸出端與起偏器(2)的輸入端相連接，起偏器(2)的輸出端與偏振控制器(3)的一端相連接，在偏振控制器(3)的另一端與光譜分析儀(4)的輸入端之間連接待測裝置。
2.根據權利要求1所述的光濾波器偏振無關性的簡易測量系統，其特徵在於所說的寬帶光源是能夠提供激勵信號的寬帶光信號源。
3.根據權利要求2所述的光濾波器偏振無關性的簡易測量系統，其特徵在於所說的寬帶光信號源是發光二極體或基於摻雜光纖的超螢光光源。
4.根據權利要求1所述的光濾波器偏振無關性的簡易測量系統，其特徵在於所說的起偏器是只輸出沿特定方向偏振的單一線偏振光的偏振模式選擇器，如漸逝場型起偏器、晶體被覆型起偏器或線圈型起偏器。
5.根據權利要求1所述的光濾波器偏振無關性的簡易測量系統，其特徵在於所說的偏振控制器是能使光波的偏振方向發生旋轉的光學儀器或器件。
6.根據權利要求5所述的光濾波器偏振無關性的簡易測量系統，其特徵在於所說的偏振控制器是能使光波的偏振方向發生旋轉的光學儀器或器件是波片組合偏振控制器、光纖打圈偏振控制器或鈮酸鋰集成光學偏振控制器。
7.根據權利要求1所述的光濾波器偏振無關性的簡易測量系統，其特徵在於所說的光譜分析儀是工作波長為通信波段的600nm到1750nm的光譜分析儀。
8.根據權利要求3和4、6所述的光濾波器偏振無關性的簡易測量系統，其特徵在於所說的光譜分析儀是工作波長為通信波段的600nm到1750nm的光譜分析儀。
全文摘要
本發明涉及光濾波器偏振無關性的簡易測量系統。它包括寬帶光源、起偏器、偏振控制器、光譜分析儀及連接用單模光纖等。其特徵在於所說的光源(1)的輸出端與起偏器(2)的輸入端相連接，起偏器(2)的輸出端與偏振控制器(3)的一端相連接，在偏振控制器(3)的另一端與光譜分析儀(4)的輸入端之間連接待測裝置。本測試系統將待測裝置連接到測量系統中，調節偏振控制器的同時，觀察譜型變化，可檢測其偏振無關性。本發明能夠方便、快捷、準確地檢測任何光濾波器的偏振無關性。其採用光學元件少、結構簡單、成本低廉、易於操作。
文檔編號G01M11/00GK1959365SQ20061001600
公開日2007年5月9日 申請日期2006年9月28日 優先權日2006年9月28日
發明者馬秀榮, 開桂雲, 童崢嶸, 劉豔格, 吳志芳, 方偉, 郭宏雷, 王力維, 張明明 申請人:天津理工大學