本发明专利技术公开了一种保偏光纤光轴熔接角度误差的评价方法及装置。基于单色偏振光在保偏光纤中传输时偏振态的变化与两段保偏光纤光轴0°或45°熔接角度误差具有直接的依赖关系，通过检测熔接后保偏光纤输出光的偏振度，实现对保偏光纤光轴0°或45°熔接角度误差的测量。本发明专利技术能精确评价保偏光纤的熔接性能，为光纤传感器的研制及性能的提供有效的评价方法装置。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种保偏光纤光轴熔接角度误差的评价方法及装置。基于单色偏振光在保偏光纤中传输时偏振态的变化与两段保偏光纤光轴0°或45°熔接角度误差具有直接的依赖关系，通过检测熔接后保偏光纤输出光的偏振度，实现对保偏光纤光轴0°或45°熔接角度误差的测量。本专利技术能精确评价保偏光纤的熔接性能，为光纤传感器的研制及性能的提供有效的评价方法装置。【专利说明】保偏光纤光轴熔接角度误差的评价方法及装置
本专利技术涉及光学精密测量和传感领域，尤其是保偏光纤光轴熔接角度误差的评价方法。
技术介绍
将两段保偏光纤的光轴按照特定角度熔接是一件基础性的工作，特别是0°或45°熔接方案在光学精密测量和传感领域中应用广泛。例如保偏型光纤陀螺需要将Y波导光学芯片的保偏光纤尾纤与光纤环的保偏光纤尾纤进行0°熔接，而消偏型光纤陀螺中组成Lyot消偏器的两段保偏光纤需要45°熔接。以上系统都对熔接角的精度具有较高要求。实际两段保偏光纤光轴0°或45°熔接后，由于熔接角度误差的存在，将导致经过熔接点后的光不再完全地沿传输轴传播或者两光轴上的功率比不是严格的1:1，这在利用光学干涉法测量的系统中(如干涉型光纤陀螺)会引入很大的误差。通常保偏光纤熔接机自身带有估算熔接角度误差的功能，绝大多数是使用光学显微镜观察熔接点处两段保偏光纤的应力轴方向，然后估算熔接角度误差，这种方法精度较低，最好的也只能达到0.1°的量级，无法满足高精度0°或45°熔接角的要求。因此需要一种精度更高的方法来评价保偏光纤光轴0°或45°熔接角度的误差。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供保偏光纤光轴熔接角度误差的评价方法及装置。本专利技术是通过以下技术方案来实现的:本专利技术的一个方面，保偏光纤光轴熔接角度误差的评价方法，基于单色偏振光在保偏光纤中传输时偏振态的变化与两段保偏光纤光轴0°或45°熔接角度误差具有直接的依赖关系，通过检测熔接后保偏光纤输出光的偏振度，实现对保偏光纤0°或45°熔接角度误差的测量。所述的评价方法，具体步骤如下:I)测量Y波导集成光学芯片的出射端的尾纤一和出射端的尾纤二的长度，分别记为l1、I2，设I1 > I2，若I1 = 12，则用光纤切割刀切去适当长度的出射端的尾纤二，使满足I1> I2，此时长度为I1的出射端的尾纤一为参考臂，长度为I2的出射端的尾纤二为测量臂；2)取一段材料的线性双折射、纤芯、包层半径参数与Y波导集成光学芯片的出射端的尾纤一和出射端的尾纤二一致的保偏光纤，使用保偏光纤熔接机与测量臂的尾纤进行0°或45°熔接，得到待测熔接点，测量附加的保偏光纤的长度，记为I3，用光纤切割刀切掉多余部分，使得12+13 = I1,即此时测量臂与参考臂长度相等；3)将Y波导集成光学芯片和熔接后的光纤整体置于第一显微镜物镜和第二显微镜物镜之间，打开He-Ne激光光源,调整第一显微镜物镜,将光线稱合进Y波导集成光学芯片的入射端的尾纤中，由于Y波导集成光学芯片的光学特性，在其出射端的尾纤一和出射端的尾纤二中的光已经为沿着慢轴传播的线偏振光；4)第二显微镜物镜、夹具和光强探测器先放置于参考臂一侧，微调第二显微镜物镜、夹具和光强探测器的相对位置，使三者的连线与参考臂出射的光线重合；5)旋转夹具一周，线偏振片的透光轴方向随之转动360°，观察光强探测器的读数，记录最大的光强读数值，记为I1 ；6)第二显微镜物镜、夹具和光强探测器然后放置于测量臂一侧，微调第二显微镜物镜、夹具和光强探测器的相对位置，使三者的连线与测量臂出射的光线重合；7)重复步骤5)，记录测量臂的最大光强读数值，记为I2，同时记下此时夹具上指针指向的刻度值α ；8)旋转夹具，使夹具上指针指向的刻度值为α +45°，记录光强探测器读数I3 ；9)对测得数据进行计算，由以下两式可得M和C的值:【权利要求】1.一种保偏光纤光轴熔接角度误差的评价方法，其特征在于，基于单色偏振光在保偏光纤中传输时偏振态的变化与两段保偏光纤光轴O。或45°熔接角度误差具有直接的依赖关系，通过检测熔接后保偏光纤输出光的偏振度，实现对保偏光纤光轴0°或45°熔接角度误差的测量。2.如权利要求1所述的评价方法，其特征在于，具体步骤如下: 1)测量Y波导集成光学芯片(4)的出射端的尾纤一(5)和出射端的尾纤二(6)的长度，分别记为I1U2，设I1 > I2，若I1 = I2，则用光纤切割刀切去适当长度的出射端的尾纤二(6)，使满足I1 > I2，此时长度为I1的出射端的尾纤一(5)为参考臂，长度为I2的出射端的尾纤二(6)为测量臂； 2)取一段材料的线性双折射、纤芯、包层半径参数与Y波导集成光学芯片(4)的出射端的尾纤一(5)和出射端的尾纤二(6) —致的保偏光纤(8)，使用保偏光纤熔接机与测量臂的尾纤进行0°或45°熔接，得到待测熔接点(7)，测量附加的保偏光纤(8)的长度，记为13，用光纤切割刀切掉多余部分，使得12+13 = I1，即此时测量臂与参考臂长度相等； 3)将Y波导集成光学芯片(4)和熔接后的光纤整体置于第一显微镜物镜(2)和第二显微镜物镜(9 )之间，打开He-Ne激光光源(I)，调整第一显微镜物镜(2 )，将光线耦合进Y波导集成光学芯片(4)的入射端的尾纤(3)中，由于Y波导集成光学芯片(4)的光学特性，在其出射端的尾纤一(5)和出射端的尾纤二(6)中的光已经为沿着慢轴传播的线偏振光； 4)第二显微镜物镜(9)、夹具(11)和光强探测器(12)先放置于参考臂一侧，微调第二显微镜物镜(9)、夹具(11)和光强探测器(12)的相对位置，使三者的连线与参考臂出射的光线重合； 5)旋转夹具(11)一周,线偏振片(10)的透光轴方向随之转动360° ,观察光强探测器(12)的读数，记录最大的光强读数值，记为I1 ； 6)第二显微镜物镜(9)、夹具(11)和光强探测器(12)然后放置于测量臂一侧，微调第二显微镜物镜(9)、夹具(11)和光强探测器(12)的相对位置，使三者的连线与测量臂出射的光线重合； 7)重复步骤5)，记录测量臂的最大光强读数值，记为12，同时记下此时夹具(11)上指针指向的刻度值α ； 8)旋转夹具(11)，使夹具(11)上指针指向的刻度值为α+45°，记录光强探测器(12)读数I3 ; 9)对测得数据进行计算，由以下两式可得M和C的值: A Λ 10)由下式评价实际保偏光纤0°或45°熔接角度误差: 1CΑΘ = — arctan---0° / 45° 2M 11)重复上述测量步骤4)一 10)，得到误差平均值:讀I圳 式中，N为检测次数。3.一种保偏光纤光轴熔接角度误差检测装置，其特征在于，包括如下部分=He-Ne激光光源(I)、第一显微镜物镜(2)、Y波导集成光学芯片(4)、一端有待测0°或45°熔接点(7)的保偏光纤光纤(8)、第二显微镜物镜(9)、线偏振片(10)、夹具(11)和光强探测器(12)；He-Ne激光光源(I)、第一显微镜物镜(2)、Y波导集成光学芯片(4)、第二显微镜物镜(9)、夹具(11)、光强探测器(12)顺次相连，线偏振片(10)内嵌于夹具(11)中，线偏振片(10)的通过本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张登伟，赵宇翔，舒晓武，刘承，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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