一種保偏光纖消光比自適應解調方法
2023-05-12 02:32:41 1
專利名稱：一種保偏光纖消光比自適應解調方法
技術領域：
本發明涉及白光幹涉法保偏光纖分布偏振耦合的檢測，尤其涉及一種基於分布偏振耦合的保偏光纖消光比自適應解調方法，屬於光學測量技術領域。
背景技術：
高雙折射保偏光纖由於具有較好的保持光偏振態的能力，並且與普通單模光纖具有較好的相容性，而廣泛應用於光纖陀螺、光纖傳感、集成光學信息處理、光通信等各個領域。消光比是度量保偏光纖保持光的偏振態穩定性能的重要指標。保偏光纖因受各種內外部幹擾如光纖內部應力缺陷、橫向應力、彎曲、扭轉等因素的影響，其偏振消光比往往較低，
難以滿足使用要求。同時，保偏光纖的偏振消光比參數從側面反應了保偏光纖製造過程中的工藝或技術缺陷，因此，有必要對保偏光纖的消光比作出精確的測試與標定。目前保偏光纖消光比的測試方法主要有旋轉檢偏器法、光時域反射法、偏振光幹涉法等。旋轉檢偏器法通過測量偏振器件透光軸光能Py與非透光軸的光能Px之比衡量其消光比大小，一般可表示為PER=IOlg(Py/Px)。在旋轉檢偏器法消光比測量方法中，通常需要使用衰減器，並且頻繁的調節光路，往往會引起較大的測量誤差。如若使用高靈敏度的光電倍增管進行測量，還需要有效的抑制雜散光的幹擾，同時由於受起偏器消光比性能的影響，理論測試精度也僅限於60dB。光時域反射法通過分別測得背向散射光偏振正交軸上功率，計算消光比，實驗裝置複雜，不易實施。而偏振光幹涉法基於掃描白光幹涉法，簡單易實施，且能夠得到保偏光纖內部的分布耦合點，同時由於白光幹涉法具有較高探測精度，能夠探測到光纖內部很小的耦合點，有利於實現消光比的精確計算。然而如何利用這些分布耦合點進行消光比計算，則需要從理論上推導消光比與耦合點耦合強度的關係，同時結合實際測試系統測試信號特點，構建一種快速度、高精度、靈活性強的消光比解調方法。
發明內容
本發明的目的是解決保偏光纖消光比數據解調問題，提供一種保偏光纖消光比自適應解調方法。該方法通過選取的消光比迭代步長的自適應性和快速收斂性，使消光比閾值耦合強度具有較強的動態變化特性和自適應性，實現保偏光光纖消光比的快速準確計算。該方法利用掃描白光幹涉法得到保偏光纖內部的分布耦合點，可實現任意一段光纖局部消光比的解調。同時，充分利用白光幹涉精度高、動態範圍大的特點對保偏光纖內部的弱耦合點進行探測，進而通過數據預處理和自適應消光比解調方法，使得解調結果更為精確、可靠。本發明提供的一種保偏光纖消光比自適應解調方法包括第I、使用掃描白光幹涉法消光比測試系統採集幹涉信號，該測試系統用探測器接收白光幹涉信號並進行光電轉換，得到連續的模擬電信號，經採集卡抽樣、量化後得到表徵幹涉信號的離散的電壓數據I(t)；第2、將第I步中採集的電壓數據I (t)進行數據預處理
第2. I、對電壓數據I(t)中的數據每N個點做平均，將得到的平均值作為這N個點的值，在有效消除信號中的隨機噪聲的同時將數據量M縮減N倍，從而得到新的電壓數據而,其中N、M為整數，且O <N<M，M為I(t)的數據個數；記電壓數據而的數據量大小為a,則a=[M/N]表示對Μ/N取整；第2. 2、對;^進行小波去噪，在均值去噪的基礎上，利用小波的自適應性去除噪聲而保留有用信號，得到電壓數據Io(t)；第3、利用進行數據預處理後得到的電壓數據ItlU)進行局部耦合強度計算第3. I、尋找ItlU)的最大值點Itlmax,並對Itlmax點附近的100點數據做平均，求得Iomax點處的直流電壓值IQDC，計算Δ Im, Δ Im = I0max-I0max ；第3. 2、取I0⑴中每一點的電壓值IQn(t)，並對IQn(t)點附近的100點數據做平均得到IQn(t)點處的直流電壓值I_c(t)，計算Λ Icn, Δ Icn = IQn(t)-I_c(t)，其中，η為整數,並且0〈n〈a ；第3. 3、將Λ Icn與Λ Im作如式(I)的計算，得到數據Icn⑴，
權利要求
1.一種保偏光纖消光比自適應解調方法，其特徵在於該方法包括 第I、使用掃描白光幹涉法消光比測試系統採集幹涉信號，該測試系統用探測器接收白光幹涉信號並進行光電轉換，得到連續的模擬電信號，經採集卡抽樣、量化後得到表徵幹涉信號的離散的電壓數據I(t)； 第2、將第I步中採集的電壓數據I (t)進行數據預處理 第2. I、對電壓數據I(t)中的數據每N個點做平均，將得到的平均值作為這N個點的值，在有效消除信號中的隨機噪聲的同時將數據量M縮減N倍，從而得到新的電壓數據
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於第4步設計的自適應迭代消光比計算方法，尤其是第4. 3步所述的消光比閾值耦合強度大小依賴於被測光纖內的耦合情況，具有自適應特性；消光比迭代步長是動態變化且非等步長收斂的；從而實現了保偏光纖消光比快速、精確解調。
全文摘要
一種保偏光纖消光比自適應解調方法。解決保偏光纖消光比數據解調問題。包括自適應消光比閾值耦合強度和收斂的非等步長消光比迭代步長。解調方法根據待測光纖內的耦合情況，動態的設定消光比閾值耦合強度，實現解調方法自適應性；消光比迭代步長依賴於上一次迭代結果以及迭代次數，使迭代步長動態變化且非等步長的收斂，實現對保偏光纖消光比的快速解調；充分利用白光幹涉精度高、動態範圍大的特點對保偏光纖內部的弱耦合點進行探測，進而通過數據預處理和自適應消光比解調方法，使得解調結果更為精確、可靠。
文檔編號G01M11/02GK102706538SQ201210170668
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月29日 優先權日2012年5月29日
發明者任亞光, 劉鐵根, 張以謨, 張紅霞, 賈大功 申請人:天津大學