專(zhuān)利名稱(chēng)：一種雙偏振光保偏光纖消偏器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種保偏光纖消偏器，尤其涉及一種雙偏振光保偏光纖消偏器，可 以對(duì)輸入的雙偏振線偏振光進(jìn)行消偏，屬于通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在光纖陀螺中，最初采用的是單模光纖。但是在單模光纖線圈中，由于彎曲、 扭轉(zhuǎn)及外部應(yīng)力和溫度變化，存在兩個(gè)正交的方向，沿著這兩個(gè)方向傳播的光波的折射 率不同，一般會(huì)產(chǎn)生線性雙折射、圓雙折射或橢圓雙折射現(xiàn)象。單模光纖線圈中的雙折 射通常呈非均勻和非對(duì)稱(chēng)分布，這樣，兩束反向傳播光波在線圈中傳播時(shí)將會(huì)經(jīng)歷不同 的雙折射，這種時(shí)變的雙折射將產(chǎn)生非互易偏振誤差。保偏光纖的出現(xiàn)為單模光纖陀螺中的信號(hào)衰減和非互易偏振誤差提供了一個(gè)解 決方案。當(dāng)一束線偏振光在光纖輸入端沿其中一個(gè)雙折射主軸耦合進(jìn)光纖時(shí)，能在光纖 中保持這種偏振態(tài)。雖然由于敏感線圈的保偏光纖很長(zhǎng)或熔接點(diǎn)的存在，一部分光會(huì)由 于偏振交叉耦合而耦合進(jìn)正交的偏振態(tài)中，但可以通過(guò)偏振器消除或減小，從而提高光 纖陀螺的性能。保偏光纖的運(yùn)用大大促進(jìn)了光纖陀螺的發(fā)展，成為目前實(shí)用化閉環(huán)光纖 陀螺的主要方案。但是，在工程應(yīng)用方面，保偏光纖陀螺也存在著一些問(wèn)題，比如成 本、小型化、抗輻射能力等。其中最大的缺陷是成本高，限制了保偏光纖的應(yīng)用。于是，消偏問(wèn)題被提了出來(lái)。線偏振光經(jīng)過(guò)消偏器變成消偏光之后，在單模光 纖中傳輸就不存在雙折射的問(wèn)題。因此，通常將閉環(huán)保偏光纖陀螺方案更改為用含有兩 個(gè)消偏器的單模光纖線圈取代保偏光纖線圈。所謂的雙偏振光是指兩束互相垂直的線偏振光，它產(chǎn)生的原理如附

圖1所示， 即是將保偏光纖中存在的相互垂直偏振的兩束光同時(shí)射入光纖陀螺。兩個(gè)偏振方向的光 有相同的傳播路徑，而且兩束線偏光可以攜帶更多的信息，最終可以提高傳感系統(tǒng)的信 息準(zhǔn)確度和傳輸穩(wěn)定度。此外，如果對(duì)雙偏振光在光纖陀螺中采取消偏方案進(jìn)行傳輸，效果將更好。之 所以要采用雙偏振光，原因是為了使消偏后的出射光更加得接近自然光。如果說(shuō)消偏器 加強(qiáng)了出射光的空間隨機(jī)性，那么兩束偏振光則是加強(qiáng)了時(shí)間隨機(jī)性。最傳統(tǒng)的Lyot消偏器原理如附圖2所示。當(dāng)一個(gè)線偏振寬帶光源與雙折射介質(zhì) 的主軸以45°對(duì)準(zhǔn)時(shí)，輸入波列沿兩個(gè)主軸等分，如果光程大于消偏長(zhǎng)度Ld，在輸出端 兩個(gè)波列不再重疊。為了使任何輸入偏振態(tài)消偏，一個(gè)Lyot消偏器實(shí)際上由兩段折射 率差為Anb的雙折射介質(zhì)組成，第1段長(zhǎng)度為I1;第2段被旋轉(zhuǎn)45°，長(zhǎng)度為21”為第 1段的2倍。作為輸入偏振態(tài)的函數(shù)，波列首先沿第1段雙折射介質(zhì)的主軸被不均勻地 分解，然后每一個(gè)二階波列沿著旋轉(zhuǎn)后的第2個(gè)雙折射介質(zhì)的主軸再次被分解，這一次 是均勻的。在輸出端，4個(gè)波列不重疊，如果；^〉“，沿每個(gè)軸有相同的去相關(guān)功率。 這樣一種消偏光在普通光纖中傳播時(shí)，如果殘余的光纖雙折射不能補(bǔ)償消偏器產(chǎn)生的延 遲，則仍保持消偏。消偏器得到的消偏光不完全等價(jià)于自然非偏振光，非偏振掛光仍保持與傳播媒質(zhì)的雙折射無(wú)關(guān)的完全非偏振，而對(duì)于雙折射介質(zhì)的兩種正交的偏振在統(tǒng)計(jì) 學(xué)上總是去相關(guān)的。簡(jiǎn)而言之，兩段長(zhǎng)度比為1 2的高雙折射光纖主軸成45°角熔接，便可構(gòu)成一 個(gè)Lyot光纖消偏器，它使輸出光波隨機(jī)地均勻分布在所有可能的偏振態(tài)，偏振隨機(jī)化程 度與Lyot消偏器的偏振度或與相對(duì)45°角的對(duì)準(zhǔn)誤差有關(guān)。由于目前的消偏器不能達(dá)到 較理想的消偏效果，其所傳輸?shù)男畔⒘?、測(cè)量精度以及測(cè)量穩(wěn)定度，還不能很好的滿足 某些特殊領(lǐng)域或精讀要求很高的測(cè)量應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種雙偏振光保偏光纖消偏器，本發(fā)明通過(guò)三段保偏光 纖構(gòu)成的消偏器，會(huì)使消偏結(jié)果更加理想，消偏光更接近自然光，采用本發(fā)明的系統(tǒng)會(huì) 有很好的性能。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種雙偏振光保偏光纖消偏器，包括長(zhǎng)度分別為li、I2和I3的三段保偏光纖，依 次熔融對(duì)接所述長(zhǎng)度為I1的保偏光纖、長(zhǎng)度為I2的保偏光纖和長(zhǎng)度為I3的保偏光纖，且后 一段保偏光纖的雙折射主軸依次沿同一方向與相鄰前一段保偏光纖的雙折射主軸成45° 夾角；其中I3 = 4；^、I2 = 21^ AnbI1^Ldc, Δnb為保偏光纖兩主軸的折射率之差，Ldc為 光源的去相干長(zhǎng)度。所述光源的去相干長(zhǎng)度
權(quán)利要求
1.一種雙偏振光保偏光纖消偏器，包括長(zhǎng)度分別為li、I2和I3的三段保偏光纖，依次 熔融對(duì)接所述長(zhǎng)度為I1的保偏光纖、長(zhǎng)度為I2的保偏光纖和長(zhǎng)度為I3的保偏光纖，且后一 段保偏光纖的雙折射主軸依次沿同一方向與相鄰前一段保偏光纖的雙折射主軸成45°夾 角；其中I3 = 4；^、I2 = 21^ AnbI1^Ldc, Δnb為保偏光纖兩主軸的折射率之差，Lde為光 源的去相干長(zhǎng)度?！?
2.如權(quán)利要求1所述的消偏器，其特征在于所述光源的去相干長(zhǎng)度Zifc=—^~，其中△々WHM 是光源光譜的平均波長(zhǎng)，Δ Xfwhm是光源半峰譜寬。
3.如權(quán)利要求2所述的消偏器，其特征在于所述光源為雙偏振光。
4.如權(quán)利要求2所述的消偏器，其特征在于所述光源線偏振光。
5.如權(quán)利要求1所述的消偏器，其特征在于所述后一段保偏光纖的雙折射主軸依次沿 順時(shí)針?lè)较蚺c相鄰前一段保偏光纖的雙折射主軸成45°夾角。
6.如權(quán)利要求1所述的消偏器，其特征在于所述后一段保偏光纖的雙折射主軸依次沿 逆時(shí)針?lè)较蚺c相鄰前一段保偏光纖的雙折射主軸成45°夾角。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種雙偏振光保偏光纖消偏器，屬于通信技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的消偏器包括長(zhǎng)度分別為l1、l2和l3的三段保偏光纖，依次熔融對(duì)接所述長(zhǎng)度為l1的保偏光纖、長(zhǎng)度為l2的保偏光纖和長(zhǎng)度為l3的保偏光纖，且后一段保偏光纖的雙折射主軸依次沿同一方向與相鄰前一段保偏光纖的雙折射主軸成45°夾角；其中l(wèi)3＝4l1、l2＝2l1、Δnbl1≥Ldc，Δnb為保偏光纖兩主軸的折射率之差，Ldc為光源的去相干長(zhǎng)度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的消偏器得到的消偏光更加接近自然光，消偏結(jié)果更加理想；而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，原理清晰，應(yīng)用范圍廣泛。
文檔編號(hào)G01C19/72GK102023337SQ20091009274
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2009年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月22日
發(fā)明者余曉琦, 李正斌 申請(qǐng)人:北京大學(xué)