【技术实现步骤摘要】
本专利技术设计属于光学器件测量，具体涉及到一种y波导器件的双通道分布式双向偏振测量装置。
技术介绍
1、y波导是一种光电集成器件，通常采用铌酸锂材料作为基底，经过高温质子交换工艺刻蚀而成，具备光信号的分束和合束、电学相位的调制以及光学起偏的功能。
2、评价y波导性能参数的主要指标有芯片消光比、输入输出尾纤以及尾纤与芯片之间连接点的偏振串扰强度，这些参数都会直接影响光纤传感系统的测量精度和测量稳定性，所以对于y波导性能参数的评价是发展高精度光纤传感系统的核心问题。
3、分布式光纤测量技术能够获得待测器件上的空间分布信息，可以对待测器件进行高精度的测量，在白光干涉测量领域，对光纤器件的测量较成熟的有光学相干域偏振测量技术(ocdp)和光学低相干域反射技术(olcr)，分别对光纤器件的透射和反射特性进行高精度分布式测量。在光频域测量
，光频域偏振测量技术(ofdp)和光频域反射技术(ofdr)同样是对光纤器件透射和反射特性进行高精度分布式测量。
4、20世纪90年代,法国herve lefevre等人(us4893931)首次公开了基于白光干涉原理的ocdp系统,它采用超辐射发光二极管(sld)和空间干涉光路测量结构。用白光干涉测量原理的光学器件测试方法便逐渐发展起来。2013年,本研究组提出了一种集成波导调制器的双通道光学性能测试装置及其偏振串音识别与处理方法(cn201310744466.8),提出了一种集成波导调制器双通道同时测量的装置与方法,其可以同时对y波导两个通道光学性能进行测试与
5、光频域测量技术是分布式光纤测量和传感的技术的新的发展方向，具有高空间分辨率，高灵敏度和高信噪比的优点。光频域反射技术首先被应用到分布式光纤测量领域，光纤通讯系统中的光纤与光器件监测中。特别是美国luna technology公司基于光频域反射原理研发的obr4600产品，可实现测试距离达到2km，其空间分辨率达到1mm。2016年杨军等人公开的一种光纤器件的透射和反射性能测量装置及方法(cn105784336b)，利用光学相干域偏振(ocdp)测量技术和光学低相干域反射(olcr)测量技术，使用共用延迟部件进行扫描，同时得到待测器件的透射和反射特征。但是受延迟部件的限制测量距离不长且测量时间长。2021年杨军等人公开的一种基于光频域干涉的光纤器件分布式双向偏振测量装置(cn113804299a)，将光频域反射和透射测量装置结合到了一起，经过一次测量可分别测得光纤器件的分布式瑞利散射谱和分布式偏振串扰谱，提升了测试速率，快速获得器件的透射和反射信息。
6、由于y波导两输出通道的光学性能存在一定差异,对于y波导器件不同输出通道的参数,如:波导芯片消光比、线性双折射、插入损耗、尾纤串音等光学特性的测量,具有非常重大的应用价值。因此y波导的双通道同时测量技术的发展,将是进一步提高高精度光学器件测量精度的关键之一。使用ofdp可以得到待测器件中的偏振串扰信息，使用ofdr可以得到待测器件中的反射信息，为了快速得到光纤器件的透反射信息，同时由于光频域测量的优势，可以得到大动态范围和高精度的测量结果。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种y波导器件的双通道分布式双向偏振测量装置，利用光频域干涉的测试方法，对y波导两个输出通道同时进行测量，测量时间短，能快速得到y波导器件的透反射信息，减少了外界环境变化对测试的干扰。
2、本专利技术提出了一种y波导器件的双通道分布式双向偏振测量装置。包括可调谐激光器模块101、y波导模块2、光频域干涉透射测量模块3、光频域干涉透射测量模块4、光频域干涉反射测量模块5、辅助干涉仪模块6、信号采集分析模块7，
3、可调谐激光器101发出的扫频连续光注入到耦合器102并被分成两束,一束注入光频域干涉反射测量模块5，另一束注入辅助干涉仪模块6，进入光频域干涉反射测量模块5的光又经耦合器501分为两束，一束经耦合器第一输出端501a和三端口环行器第一端口502a进入三端口环行器502，从三端口环行器第二端口502b输出到待测器件模块2。
4、其中产生瑞利散射光205b和偏振耦合光205a,瑞利散射光205b注入光频域干涉反射测量模块5；偏振耦合光205a注入光频域干涉透射测量模块(3)，偏振耦合光205c注入光频域干涉透射测量模块4，采集卡701对光频域干涉透射测量模块3、光频域干涉透射测量模块4、光频域干涉反射测量模块5和辅助干涉仪模块6的干涉信号进行同步采集，最后送入到计算机702进行处理即可得到y波导器件的透射和反射偏振特性。
5、所述的待测器件模块2,扫频光依次经起偏器输入尾纤201a、起偏器201、起偏器输出尾纤201b、y波导输入尾纤202a注入到y波导待测器件202,产生的瑞利散射光205b经过起偏器输出尾纤201b注入起偏器201,再经起偏器输入尾纤201a输出；y波导待测器件202产生的偏振耦合光205a经过y波导输出尾纤202b、检偏器输入尾纤203a注入检偏器203,再经检偏器输出尾纤203b输出；y波导待测器件202另一通道产生的偏振耦合光经过y波导输出尾纤202c、检偏器输入尾纤204a注入检偏器204,再经检偏器输出尾纤204b输出。
6、检偏器输出尾纤201b，y波导输入尾纤202a，y波导待测器件202，y波导输出尾纤202b，检偏器输入尾纤203a对应的透射光程差为δs1,对应的反射总光程为s1；检偏器输出尾纤201b，y波导输入尾纤202a，y波导待测器件202，y波导输出尾纤202c，检偏器输入尾纤204a对应的透射光程差为δs2,对应的反射总光程为s2。
7、所述的起偏器201、检偏器203、检偏器204，起偏器201的起偏角度为45°,起偏器输入尾纤201a是单模光纤,起偏器输出尾纤201b是保偏光纤；检偏器203、检偏器204的检偏角度为45°,检偏器输入尾纤203a和检偏器输入尾纤204a是保偏光纤,检偏器输出尾纤203b和检偏器输出尾纤204b是单模光纤；起偏器输出尾纤201b和y波导输入尾纤202a的焊点对轴角度为0°；y波导输出尾纤202b和检偏器输入尾纤203a的焊点对轴角度为0°；y波导输出尾纤202c和检偏器输入尾纤204a的焊点对轴角度为0°。
8、所述的光频域干涉透射测量模块3,偏振耦合光205a注入耦合器301并分成两束,一束注入光频域干涉透射测量模块3的参考臂301a和带有延迟光纤302的测量臂301b,最后两束光在耦合器303中进行干涉,并由平衡探测器304探测接收并送入采集卡701。
【技术保护点】
1.一种Y波导器件的双通道分布式双向偏振测量装置，包括可调谐激光器模块(101)、Y波导模块(2)、光频域干涉透射测量模块(3)、光频域干涉透射测量模块(4)、光频域干涉反射测量模块(5)、辅助干涉仪模块(6)、信号采集分析模块(7)，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种Y波导器件的双通道分布式双向偏振测量装置，其特征在于：扫频光依次经起偏器输入尾纤(201a)、起偏器(201)、起偏器输出尾纤(201b)、Y波导输入尾纤(202a)注入到Y波导待测器件(202),产生的瑞利散射光(205b)经过起偏器输出尾纤(201b)注入起偏器(201),再经起偏器输入尾纤(201a)输出；Y波导待测器件(202)产生的偏振耦合光(205a)经过Y波导输出尾纤(202b)、检偏器输入尾纤(203a)注入检偏器(203),再经检偏器输出尾纤(203b)输出；Y波导待测器件(202)另一通道产生的偏振耦合光经过Y波导输出尾纤(202c)、检偏器输入尾纤(204a)注入检偏器(204),再经检偏器输出尾纤(204b)输出；检偏器输出尾纤(201b)，Y波导输入尾纤(202a)，Y
3.根据权利要求1或2所述的一种Y波导器件的双通道分布式双向偏振测量装置，其特征在于：起偏器(201)的起偏角度为45°,起偏器输入尾纤(201a)是单模光纤,起偏器输出尾纤(201b)是保偏光纤；检偏器(203)、检偏器(204)的检偏角度为45°,检偏器输入尾纤(203a)和检偏器输入尾纤(204a)是保偏光纤,检偏器输出尾纤(203b)和检偏器输出尾纤(204b)是单模光纤；起偏器输出尾纤(201b)和Y波导输入尾纤(202a)的焊点对轴角度为0°；Y波导输出尾纤(202b)和检偏器输入尾纤(203a)的焊点对轴角度为0°；Y波导输出尾纤(202c)和检偏器输入尾纤(204a)的焊点对轴角度为0°。
4.根据权利要求3所述的一种Y波导器件的双通道分布式双向偏振测量装置，其特征在于：偏振耦合光(205a)注入耦合器(301)并分成两束,一束注入光频域干涉透射测量模块(3)的参考臂(301a)和带有延迟光纤(302)的测量臂(301b),最后两束光在耦合器(303)中进行干涉,并由平衡探测器(304)探测接收并送入采集卡(701)。
5.根据权利要求4所述的一种Y波导器件的双通道分布式双向偏振测量装置，其特征在于：偏振耦合光(205c)注入耦合器(401)并分成两束,一束注入光频域干涉透射测量模块(4)的参考臂(401a)和带有延迟光纤(402)的测量臂(401b),最后两束光在耦合器(403)中进行干涉，并由平衡探测器(404)探测接收并送入采集卡(701)。
6.根据权利要求4所述的一种Y波导器件的双通道分布式双向偏振测量装置，其特征在于：瑞利散射光(205b)从三端口环行器的第二端口(502b)注入三端口环行器(502),从三端口环行器的第三端口(502c)输出到耦合器的输入端(503a),参考光从耦合器(501)输出端(501b)注入到耦合器(503)的输入端(503b),最后两束光在耦合器(503)中进行干涉,然后由平衡探测器(504)探测接收并送入采集卡(701)。
7.根据权利要求1所述的一种Y波导器件的双通道分布式双向偏振测量装置，其特征在于：光信号由耦合器(601)分为两束,一束经耦合器(601)的输出端(601a)进入耦合器(603),另一束经耦合器(601b)和延迟光纤(602)注入耦合器(603),最后两束光经耦合器(603)进行干涉,由平衡探测器(604)探测接收，并送入采集卡(701)。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的一种Y波导器件的双通道分布式双向偏振测量装置，其特征在于：采集卡(701)的采样率fs,满足fs≥2max(S1，S2)γ/c,γ是可调谐激光器的扫频速率,c是光速。
...【技术特征摘要】
1.一种y波导器件的双通道分布式双向偏振测量装置，包括可调谐激光器模块(101)、y波导模块(2)、光频域干涉透射测量模块(3)、光频域干涉透射测量模块(4)、光频域干涉反射测量模块(5)、辅助干涉仪模块(6)、信号采集分析模块(7)，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种y波导器件的双通道分布式双向偏振测量装置，其特征在于：扫频光依次经起偏器输入尾纤(201a)、起偏器(201)、起偏器输出尾纤(201b)、y波导输入尾纤(202a)注入到y波导待测器件(202),产生的瑞利散射光(205b)经过起偏器输出尾纤(201b)注入起偏器(201),再经起偏器输入尾纤(201a)输出；y波导待测器件(202)产生的偏振耦合光(205a)经过y波导输出尾纤(202b)、检偏器输入尾纤(203a)注入检偏器(203),再经检偏器输出尾纤(203b)输出；y波导待测器件(202)另一通道产生的偏振耦合光经过y波导输出尾纤(202c)、检偏器输入尾纤(204a)注入检偏器(204),再经检偏器输出尾纤(204b)输出；检偏器输出尾纤(201b)，y波导输入尾纤(202a)，y波导待测器件(202)，y波导输出尾纤(202b)，检偏器输入尾纤(203a)对应的透射光程差为δs1,对应的反射总光程为s1；检偏器输出尾纤(201b)，y波导输入尾纤(202a)，y波导待测器件(202)，y波导输出尾纤(202c)，检偏器输入尾纤(204a)对应的透射光程差为δs2,对应的反射总光程为s2。
3.根据权利要求1或2所述的一种y波导器件的双通道分布式双向偏振测量装置，其特征在于：起偏器(201)的起偏角度为45°,起偏器输入尾纤(201a)是单模光纤,起偏器输出尾纤(201b)是保偏光纤；检偏器(203)、检偏器(204)的检偏角度为45°,检偏器输入尾纤(203a)和检偏器输入尾纤(204a)是保偏光纤,检偏器输出尾纤(203b)和检偏器输出尾纤(204b)是单模光纤；起偏器输出尾纤(201b)和y波导输入尾纤(202a)的焊点对轴角度为0°；y波导输出尾纤(202b)和检偏器输入...
【专利技术属性】
技术研发人员：党凡阳，曹明闯，让博为，李心锘，邹晨，朱瑶，朱云龙，苑勇贵，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：
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