一種光纖陀螺消偏光路設(shè)計(jì)方法及其設(shè)計(jì)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于光學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)，涉及一種高精度光纖陀螺的消偏光路設(shè)計(jì)方法及其設(shè)計(jì)系統(tǒng)。本發(fā)明光纖陀螺消偏光路設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括寬譜光源光譜的在線測(cè)量模塊、光源相干函數(shù)的計(jì)算模塊、相干函數(shù)次相干峰和去相干長(zhǎng)度的檢測(cè)模塊、消偏方案設(shè)計(jì)四個(gè)模塊。本發(fā)明首先通過(guò)在線測(cè)量每一只光源的光譜數(shù)據(jù)，并采用相應(yīng)算法判斷光源的次相干峰位置和解算光源去相干長(zhǎng)度；給出消偏方案光路的設(shè)計(jì)參數(shù)，包括對(duì)消偏器中各段保偏光纖的長(zhǎng)度要求、對(duì)Y波導(dǎo)尾纖的長(zhǎng)度要求、消偏器中保偏光纖的熔接對(duì)軸角度要求。本發(fā)明為消偏光路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確的參數(shù)，設(shè)計(jì)出能夠有效消除陀螺零偏振蕩現(xiàn)象的消偏光路，提升產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，具有較佳的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【專利說(shuō)明】一種光纖陀螺消偏光路設(shè)計(jì)方法及其設(shè)計(jì)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)，涉及一種高精度光纖陀螺的消偏光路設(shè)計(jì)方法及其設(shè)計(jì)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖陀螺光路的偏振誤差抑制是光纖陀螺研制中的關(guān)鍵技術(shù)之一。由于陀螺光路中(尤其是光纖環(huán))在制作過(guò)程中不可避免的引入了彎曲、扭轉(zhuǎn)以及繞制應(yīng)力，造成輸入光波的偏振態(tài)在光路中無(wú)法保持，偏振態(tài)的變化引起干涉儀的輸出信號(hào)漲落，給陀螺性能造成影響。目前解決該問(wèn)題的一個(gè)重要手段是采用保偏光纖環(huán)，并對(duì)輸入到光纖線圈內(nèi)的光波進(jìn)行消偏或退偏。其中消偏方案使得光波的線偏振分量在光纖橫截面的各方向上統(tǒng)計(jì)性均勻分布，從而保證返回到環(huán)形干涉儀輸入端的兩束光波都有一半功率通過(guò)，達(dá)到避免信號(hào)漲落的目的。目前常采用的消偏方案是基于Loyt消偏器結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。
[0003]另一方面，在光纖陀螺中，為了盡量避免光源光譜寬度引入的噪聲影響，目前通常采用的是寬譜光源，主要是SLD和SFS光源兩種。尤其對(duì)于高精度光纖陀螺而言，SFS光源具有更高的功率和功率穩(wěn)定性，因此使用在絕大多數(shù)的高精度光纖陀螺中。
[0004]但目前基于SFS光源的高精度光纖陀螺消偏光路設(shè)計(jì)仍存在一定的問(wèn)題，主要是消偏光路的參數(shù)設(shè)計(jì)，具體表現(xiàn)為:(1)消偏結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是以光信號(hào)的相干長(zhǎng)度為基礎(chǔ)的，而對(duì)于SFS光源，由于光源結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題，其輸出光譜形狀通常為高斯形或者矩形，同時(shí)各只光源的光譜形狀之間也存在差異，因此如何準(zhǔn)確確定每只光源的相干長(zhǎng)度時(shí)存在一定困難；(2)如果已知光源的相干長(zhǎng)度，如何其根據(jù)相干長(zhǎng)度選擇消偏方案并且設(shè)計(jì)相應(yīng)的消偏結(jié)構(gòu)，是值得關(guān)注的問(wèn)題。因此，基于上述因素，按照每一個(gè)光源的相干性來(lái)在線設(shè)計(jì)相應(yīng)消偏方案是非常有意義的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是:提出一種能實(shí)現(xiàn)光纖陀螺消偏光路參數(shù)定量設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)。
[0006]另外，本發(fā)明還提供一種光纖陀螺消偏光路的設(shè)計(jì)方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種光纖陀螺消偏光路設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其包括光源光譜的測(cè)量模塊(I)、光源相干函數(shù)的計(jì)算模塊(2)、相干函數(shù)次相干峰和去相干長(zhǎng)度的檢測(cè)模塊(3)、消偏輔助設(shè)計(jì)模塊(4)，其中，所述消偏輔助設(shè)計(jì)模塊包括次相干峰位置模塊、去相干長(zhǎng)度模塊、消偏光路結(jié)構(gòu)模塊以及消偏光纖長(zhǎng)度計(jì)算模塊、Y波導(dǎo)輸入端尾纖計(jì)算模塊、熔接角度計(jì)算模塊，所述相干峰位置模塊和去相干長(zhǎng)度模塊連接與消偏光路結(jié)構(gòu)模塊，而消偏光纖長(zhǎng)度計(jì)算模塊、Y波導(dǎo)輸入端尾纖計(jì)算模塊、熔接角度計(jì)算模塊相互并列連接在消偏光路結(jié)構(gòu)模塊上。
[0008]所述消偏光纖長(zhǎng)度計(jì)算模塊是根據(jù)光源的去相干長(zhǎng)度和次相干峰位置進(jìn)行計(jì)算的模塊，Y波導(dǎo)輸入端尾纖計(jì)算模塊是根據(jù)光源的去相干長(zhǎng)度和次相干峰位置以及相應(yīng)的消偏光纖長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算的模塊，所述熔接角度計(jì)算模塊根據(jù)消偏光路光纖熔接點(diǎn)對(duì)光束消偏性能的要求來(lái)確定光纖熔接角度的模塊。
[0009]所述消偏結(jié)構(gòu)為Y波導(dǎo)前消偏結(jié)構(gòu)，當(dāng)光源的去相干保偏光纖長(zhǎng)度Λ L小于次相干峰對(duì)應(yīng)的保偏光纖長(zhǎng)度m時(shí)，則消偏結(jié)構(gòu)中保偏光纖(433)長(zhǎng)度a= Δ L，Y波導(dǎo)入射端保偏尾纖(441)長(zhǎng)度b=2 AL，熔點(diǎn)(2)的熔接角度為45° +0.5。
[0010]所述消偏結(jié)構(gòu)為Y波導(dǎo)前消偏結(jié)構(gòu)，當(dāng)光源的去相干保偏光纖長(zhǎng)度Λ L大于次相干峰對(duì)應(yīng)的保偏光纖長(zhǎng)度m時(shí)，各消偏光路的設(shè)計(jì)參數(shù)如下:
[0011]保偏光纖(433)長(zhǎng)度a= Λ L，Y波導(dǎo)入射端保偏尾纖(441)長(zhǎng)度b=2 Δ L，后端熔點(diǎn)(432)的熔接角度為45°或者所述消偏結(jié)構(gòu)為Y波導(dǎo)前消偏結(jié)構(gòu)，當(dāng)光源的去相干保偏光纖長(zhǎng)度Λ L大于次相干峰對(duì)應(yīng)的保偏光纖長(zhǎng)度m時(shí),保偏光纖(433)長(zhǎng)度a= Λ L,Y波導(dǎo)入射端保偏尾纖(441)長(zhǎng)度b=2 Δ L，后端熔點(diǎn)(432)的熔接角度為45°。
[0012]所述消偏結(jié)構(gòu)為輔助光源后消偏結(jié)構(gòu)或光源后加波導(dǎo)前共同消偏結(jié)構(gòu)。
[0013]一種光纖陀螺消偏光路設(shè)計(jì)方法，其具體步驟如下:
[0014]步驟1:測(cè)量光譜
[0015]測(cè)量光源光譜曲線，并數(shù)字化存儲(chǔ)；
[0016]步驟2:計(jì)算相干函數(shù)
[0017]對(duì)于采集到的光譜信息，計(jì)算光源的相干函數(shù)，得到光源的相干函數(shù)曲線；
[0018]步驟3:獲取次相干峰位置和去相干長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的保偏光纖長(zhǎng)度
[0019]根據(jù)步驟I和步驟2得到光源的相干函數(shù)曲線，確定次相干峰的位置，得到次相干峰對(duì)應(yīng)的相干長(zhǎng)度ms，通過(guò)保偏光纖的傳播常數(shù)Λ η得到次相干峰對(duì)應(yīng)的保偏光纖長(zhǎng)度m=ms/ Δ η ;同時(shí)，根據(jù)去相干的定義，得到光源的去相干長(zhǎng)度Λ Ls，通過(guò)保偏光纖的雙折射率得到光源的去相干保偏光纖長(zhǎng)度Λ L= Δ Ls/ Δ η ；
[0020]步驟4:量化消偏光路的設(shè)計(jì)參數(shù)
[0021]根據(jù)輸入光偏振態(tài)矩陣依次乘以保偏光纖、熔接點(diǎn)、Y波導(dǎo)尾纖的瓊斯矩陣得到輸出光的偏振態(tài)分布，通過(guò)調(diào)節(jié)保偏光纖、熔接點(diǎn)、Y波導(dǎo)尾纖各瓊斯矩陣，使消偏光路后的輸出光中各偏振態(tài)之間的光程差大于去相干長(zhǎng)度。
[0022]本發(fā)明的技術(shù)效果是:本發(fā)明根據(jù)次相干峰位置和去相干長(zhǎng)度，配合消偏光路結(jié)構(gòu)，由消偏輔助設(shè)計(jì)模塊給出消偏光路的消偏光纖長(zhǎng)度、Y波導(dǎo)輸入端尾纖長(zhǎng)度以及熔接角度，實(shí)現(xiàn)對(duì)消偏光路設(shè)計(jì)參數(shù)的量化，從而為消偏光路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確的參數(shù)，設(shè)計(jì)出能夠有效消除陀螺零偏振蕩現(xiàn)象的消偏光路，提升產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，具有較佳的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是現(xiàn)有技術(shù)偏振態(tài)造成的變溫條件下陀螺輸出零偏的振蕩；
[0024]圖2本發(fā)明光纖陀螺消偏光路的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的消偏輔助設(shè)計(jì)模塊的原理框圖；
[0025]圖3Α是本發(fā)明光纖陀螺消偏光路設(shè)計(jì)方法的流程圖；
[0026]圖3Β是本發(fā)明光纖陀螺消偏光路設(shè)計(jì)方法較佳實(shí)施方式的光路圖；
[0027]圖4Α是矩形光譜的SFS光源的光譜曲線；
[0028]圖4Β是高斯型光譜的SFS光源的光譜曲線；
[0029]圖5Α是圖4 A中SFS光源的相干函數(shù)曲線、次相干峰、去相干長(zhǎng)度的示意圖；[0030]圖5 B是圖4 B中SFS光源的相干函數(shù)曲線、次相干峰、去相干長(zhǎng)度的示意圖；
[0031]圖6是光源相干函數(shù)的算法流程；
[0032]圖7是偏振態(tài)造成的變溫條件下陀螺輸出零偏的振蕩；
[0033]圖8是本發(fā)明光纖陀螺消偏光路設(shè)計(jì)方法所得到陀螺的輸出零偏曲線示意圖，
[0034]圖中:1.寬譜光源在線測(cè)量模塊2.光源相干函數(shù)計(jì)算模塊
[0035]3.次相干峰和去相干長(zhǎng)度檢測(cè)模塊4.消偏/退偏方案設(shè)計(jì)模塊
[0036]41.光源 42.2X2單模耦合器 43.消偏/退偏光路 44.Y波導(dǎo)
[0037]45.光纖環(huán) 46.1X3單模耦合器 431.熔接點(diǎn)I 432.熔接點(diǎn)2
[0038]433.保偏光纖I 1441.Y波導(dǎo)尾纖
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0040]本發(fā)明光纖陀螺消偏光路的設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括寬譜光源光譜的在線測(cè)量模塊1、光源相干函數(shù)的計(jì)算模塊2、相干函數(shù)次相干峰和去相干長(zhǎng)度的檢測(cè)模塊3、消偏輔助設(shè)計(jì)模塊
4。其中，所述在線測(cè)量模塊I是通過(guò)光譜儀測(cè)量光源光譜數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)字化存儲(chǔ)。所述光源相干函數(shù)計(jì)算模塊2采用 相干函數(shù)計(jì)算算法計(jì)算光源的相干函數(shù)，并獲取相干函數(shù)曲線。檢測(cè)模塊3通過(guò)分析相干函數(shù)曲線，判斷光源的次相干峰位置和解算光源的去相干長(zhǎng)度。
[0041]請(qǐng)參閱圖1，其是消偏輔助設(shè)計(jì)模塊的原理框圖。該消偏輔助設(shè)計(jì)模塊包括次相干峰位置模塊、去相干長(zhǎng)度模塊、消偏光路結(jié)構(gòu)模塊以及消偏光纖長(zhǎng)度計(jì)算模塊、Y波導(dǎo)輸入端尾纖計(jì)算模塊、熔接角度計(jì)算模塊。其中，相干峰位置模塊和去相干長(zhǎng)度模塊連接與消偏光路結(jié)構(gòu)模塊，而消偏光纖長(zhǎng)度計(jì)算模塊、Y波導(dǎo)輸入端尾纖計(jì)算模塊、熔接角度計(jì)算模塊相互并列連接在消偏光路結(jié)構(gòu)模塊上。所述消偏光纖長(zhǎng)度計(jì)算模塊根據(jù)光源的去相干長(zhǎng)度和次相干峰位置進(jìn)行計(jì)算，Y波導(dǎo)輸入端尾纖計(jì)算模塊是根據(jù)光源的去相干長(zhǎng)度和次相干峰位置以及相應(yīng)的消偏光纖長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算，所述熔接角度計(jì)算模塊根據(jù)消偏光路光纖熔接點(diǎn)對(duì)光束消偏性能的要求來(lái)計(jì)算確定光纖熔接角度。
[0042]請(qǐng)參閱圖2，其是本發(fā)明光纖陀螺消偏光路設(shè)計(jì)方法的流程圖，其具體步驟如下:
[0043]步驟1:在線測(cè)量光譜
[0044]首先采用光譜儀測(cè)量光源SFS的光譜曲線，該光源為矩形光譜，利用數(shù)據(jù)采集卡將光譜曲線的數(shù)字化信息進(jìn)行采集，并傳送回計(jì)算機(jī)；
[0045]步驟2:計(jì)算相干函數(shù)
[0046]對(duì)于采集到的光譜信息，采用如圖6所示的算法流程，計(jì)算光源的相干函數(shù)，相干函數(shù)具體流程如下:首先對(duì)采集來(lái)的數(shù)字化光譜進(jìn)行時(shí)——頻域轉(zhuǎn)換，將以波長(zhǎng)——強(qiáng)度為單位的光譜曲線轉(zhuǎn)換為以頻率——強(qiáng)度為單位的光譜曲線；由于波長(zhǎng)——強(qiáng)度為單位的光譜曲線中橫坐標(biāo)波長(zhǎng)是等間隔分布的，因此轉(zhuǎn)換為頻率——強(qiáng)度的光譜曲線橫軸必然不再是等間隔采樣的，需要采用差值的方法，將頻率——強(qiáng)度光譜曲線在橫軸上(頻率軸)進(jìn)行等間隔采樣；對(duì)差值變換后的頻率——強(qiáng)度光譜曲線進(jìn)行傅里葉逆變換，變換后得到光源的相干函數(shù)曲線，該曲線的橫軸是相干時(shí)間，縱軸是相干強(qiáng)度；對(duì)該曲線進(jìn)行坐標(biāo)變換，橫坐標(biāo)數(shù)值乘以光速就將橫坐標(biāo)變?yōu)橄喔砷L(zhǎng)度，縱坐標(biāo)進(jìn)行歸一化處理，得到歸一化的相干強(qiáng)度，進(jìn)而得到光源的相干函數(shù)曲線；
[0047]步驟3:獲取次相干峰位置和去相干長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的保偏光纖長(zhǎng)度
[0048]根據(jù)步驟I和步驟2得到光源的相干函數(shù)曲線，確定次相干峰的位置，并且可以得到次相干峰對(duì)應(yīng)的相干長(zhǎng)度ms，通過(guò)保偏光纖的傳播常數(shù)Λ η可以得到次相干峰對(duì)應(yīng)的保偏光纖長(zhǎng)度m=ms/ Δ η ;同時(shí),根據(jù)去相干的定義(歸一化相干度小于_35dB),得到光源的去相干長(zhǎng)度Λ Ls，通過(guò)保偏光纖的雙折射率可以得到光源的去相干保偏光纖長(zhǎng)度Δ L= Δ Ls/ Δ η ；
[0049]步驟4:量化消偏光路的設(shè)計(jì)參數(shù)
[0050]根據(jù)輸入光偏振態(tài)矩陣依次乘以保偏光纖、熔接點(diǎn)、Y波導(dǎo)尾纖的瓊斯矩陣得到輸出光的偏振態(tài)分布，通過(guò)調(diào)節(jié)保偏光纖、熔接點(diǎn)、Y波導(dǎo)尾纖各瓊斯矩陣，使得消偏光路后的輸出光中各偏振態(tài)之間的光程差大于去相干長(zhǎng)度。
[0051]請(qǐng)參閱圖3，其是本發(fā)明光纖陀螺消偏光路設(shè)計(jì)方法較佳實(shí)施方式的光路圖。該實(shí)施方式中，該光纖陀螺光路采用Y波導(dǎo)前消偏結(jié)構(gòu)，其包括光源41、2Χ2單模耦合器42、消偏光路43、Υ波導(dǎo)44和光纖環(huán)45。其中，所述消偏光路43中包括相連的保偏光纖433和Y波導(dǎo)尾纖441，以及保偏光纖433與2X2單模耦合器尾纖的前端熔接點(diǎn)431，保偏光纖433與Y波導(dǎo)尾纖441的后端熔接點(diǎn)432。所述后端熔接點(diǎn)432處的保偏光纖433與Y波導(dǎo)尾纖441之間的熔接角度為45度+0.5度，以保證較佳的消偏效果。
[0052]本實(shí)施方式中，所述光纖陀螺消偏光路設(shè)計(jì)方法，其工作流程如下:
[0053]首先采用光譜儀測(cè)量光源SFS的光譜曲線，如圖4(a)所示，該光源為矩形光譜，利用數(shù)據(jù)采集卡將光譜曲線的數(shù)字化信息進(jìn)行采集，并傳送回計(jì)算機(jī)；然后對(duì)于采集到的光譜信息，采用如圖6所示的算法流程，計(jì)算圖4(a)中的光譜，得到該光源的相干函數(shù)曲線；如圖5 (a)所示，可以清晰的看到存在次相干峰，并且可以得到次相干峰對(duì)應(yīng)的相干長(zhǎng)度ms，通過(guò)保偏光纖的傳播常數(shù)Λ η可以得到次相干峰對(duì)應(yīng)的保偏光纖長(zhǎng)度m=ms/ Λ η。同時(shí)，根據(jù)去相干的定義(歸一化相干度小于_35dB)，從圖5(a)中也可以得到光源的去相干長(zhǎng)度Δ Ls,通過(guò)保偏光纖的傳播常數(shù)Λ η可以得到光源的去相干保偏光纖長(zhǎng)度Λ L= Λ Ls/ Λ η。
[0054]對(duì)于圖5(a)中的情況，結(jié)合圖2中的消偏結(jié)構(gòu)，光源的去相干保偏光纖長(zhǎng)度Λ L小于次相干峰對(duì)應(yīng)的保偏光纖長(zhǎng)度m，則消偏結(jié)構(gòu)中各段保偏光纖的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)算法:保偏光纖I (433)長(zhǎng)度a= Δ L，Y波導(dǎo)入射端保偏尾纖(441)長(zhǎng)度b=2 Δ L。熔點(diǎn)2的熔接角度為45°。由于熔點(diǎn)I是單模光纖與保偏光纖的熔接，因此熔接角度不做精確要求。
[0055]在實(shí)際情況中，SFS光源還存在高斯光譜的情況，如圖4(b)所示，由于光譜調(diào)制的影響，在中心光譜附近存在一定的紋波影響(Ripple)，采用同樣的相干函數(shù)計(jì)算方法，也可以得到光源的去相干保偏光纖長(zhǎng)度Λ L和次相干峰對(duì)應(yīng)的保偏光纖長(zhǎng)度m，如圖5 (b)所示。此時(shí)光源的去相干保偏光纖長(zhǎng)度Λ L大于次相干峰對(duì)應(yīng)的保偏光纖長(zhǎng)度m,則消偏結(jié)構(gòu)中各段保偏光纖的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)算法有四種:
[0056]①保偏光纖433長(zhǎng)度a= Λ L，Y波導(dǎo)入射端保偏尾纖441長(zhǎng)度b=2 Δ L，后端熔點(diǎn)432的熔接角度為45°。
[0057]②保偏光纖433長(zhǎng)度a= ( Λ L+m) /2，Y波導(dǎo)入射端保偏尾纖441長(zhǎng)度b= Δ L+m,后端熔點(diǎn)432的熔接角度為45°。
[0058]③保偏光纖433長(zhǎng)度a=( Λ L+m)/2，Y波導(dǎo)入射端保偏尾纖(441)長(zhǎng)度b=(3 Δ L+m)/2，后端熔點(diǎn)432的熔接角度為45。。
[0059]④保偏光纖433長(zhǎng)度a= Λ L，Y波導(dǎo)入射端保偏尾纖(441)長(zhǎng)度b= (3 Δ L+m) /2，后端熔點(diǎn)432的熔接角度為45°。
[0060]同樣，由于前端熔接點(diǎn)431是單模光纖與保偏光纖的熔接，因此熔接角度不做精確要求。
[0061]圖7給出了現(xiàn)有技術(shù)消偏不理想時(shí)，造成的陀螺變溫過(guò)程中零偏振蕩的現(xiàn)象。圖8是本發(fā)明得到的同一只陀螺的變溫零偏，可以看出零偏振蕩現(xiàn)象已經(jīng)完全消除。
[0062]另外，本發(fā)明也能夠應(yīng)用于輔助光源后消偏結(jié)構(gòu)和光源后加波導(dǎo)前共同消偏結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。其中輔助光源后消偏結(jié)構(gòu)中Y波導(dǎo)尾纖與單模耦合器尾纖直接熔接，而且消偏結(jié)構(gòu)位于光源尾纖和單模耦合器之間。光源后加波導(dǎo)前共同消偏結(jié)構(gòu)中，消偏結(jié)構(gòu)位于光源尾纖和單模耦合器之間，以及單模耦合器和Y波導(dǎo)之間。
【權(quán)利要求】
1.一種光纖陀螺消偏光路設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于:包括光源光譜的測(cè)量模塊(I)、光源相干函數(shù)的計(jì)算模塊(2)、相干函數(shù)次相干峰和去相干長(zhǎng)度的檢測(cè)模塊(3)、消偏輔助設(shè)計(jì)模塊(4)，其中，所述消偏輔助設(shè)計(jì)模塊包括次相干峰位置模塊、去相干長(zhǎng)度模塊、消偏光路結(jié)構(gòu)模塊以及消偏光纖長(zhǎng)度計(jì)算模塊、Y波導(dǎo)輸入端尾纖計(jì)算模塊、熔接角度計(jì)算模塊，所述相干峰位置模塊和去相干長(zhǎng)度模塊連接與消偏光路結(jié)構(gòu)模塊，而消偏光纖長(zhǎng)度計(jì)算模塊、Y波導(dǎo)輸入端尾纖計(jì)算模塊、熔接角度計(jì)算模塊相互并列連接在消偏光路結(jié)構(gòu)模塊上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖陀螺消偏光路設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于:所述消偏光纖長(zhǎng)度計(jì)算模塊是根據(jù)光源的去相干長(zhǎng)度和次相干峰位置進(jìn)行計(jì)算的模塊，Y波導(dǎo)輸入端尾纖計(jì)算模塊是根據(jù)光源的去相干長(zhǎng)度和次相干峰位置以及相應(yīng)的消偏光纖長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算的模塊，所述熔接角度計(jì)算模塊根據(jù)消偏光路光纖熔接點(diǎn)對(duì)光束消偏性能的要求來(lái)確定光纖熔接角度的模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖陀螺消偏光路設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于:所述消偏結(jié)構(gòu)為Y波導(dǎo)前消偏結(jié)構(gòu)，當(dāng)光源的去相干保偏光纖長(zhǎng)度Λ L小于次相干峰對(duì)應(yīng)的保偏光纖長(zhǎng)度m時(shí)，則消偏結(jié)構(gòu)中保偏光纖(433)長(zhǎng)度a= Δ L，Y波導(dǎo)入射端保偏尾纖(441)長(zhǎng)度b=2 Δ L，熔點(diǎn)(2)的熔接角度為45° +0.5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖陀螺消偏光路設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于:所述消偏結(jié)構(gòu)為Y波導(dǎo)前消偏結(jié)構(gòu)，當(dāng)光源的去相干保偏光纖長(zhǎng)度Λ L大于次相干峰對(duì)應(yīng)的保偏光纖長(zhǎng)度m時(shí)，各消偏光路的設(shè)計(jì)參數(shù)如下: 保偏光纖(433)長(zhǎng)度a= Λ L，Y波導(dǎo)入射端保偏尾纖(441)長(zhǎng)度b=2 Δ L，后端熔點(diǎn)(432)的熔接角度為45°或者所述消偏結(jié)構(gòu)為Y波導(dǎo)前消偏結(jié)構(gòu)，當(dāng)光源的去相干保偏光纖長(zhǎng)度Λ L大于次相干峰對(duì)應(yīng)的保偏光纖長(zhǎng)度m時(shí),保偏光纖(433)長(zhǎng)度a= Λ L,Y波導(dǎo)入射端保偏尾纖(441)長(zhǎng)度b=2 Δ L，后端熔點(diǎn)(432)的熔接角度為45°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖陀螺消偏光路設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于:所述消偏結(jié)構(gòu)為輔助光源后消偏結(jié)構(gòu)或光源后加波導(dǎo)前共同消偏結(jié)構(gòu)。
6.一種光纖陀螺消偏光路設(shè)計(jì)方法，其具體步驟如下: 步驟1:測(cè)量光譜 測(cè)量光源光譜曲線，并數(shù)字化存儲(chǔ)； 步驟2:計(jì)算相干函數(shù) 對(duì)于采集到的光譜信息，計(jì)算光源的相干函數(shù)，得到光源的相干函數(shù)曲線； 步驟3:獲取次相干峰位置和去相干長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的保偏光纖長(zhǎng)度 根據(jù)步驟I和步驟2得到光源的相干函數(shù)曲線，確定次相干峰的位置，得到次相干峰對(duì)應(yīng)的相干長(zhǎng)度ms，通過(guò)保偏光纖的傳播常數(shù)Λ η得到次相干峰對(duì)應(yīng)的保偏光纖長(zhǎng)度m=ms/ Δ η ;同時(shí)，根據(jù)去相干的定義，得到光源的去相干長(zhǎng)度Λ Ls，通過(guò)保偏光纖的雙折射率得到光源的去相干保偏光纖長(zhǎng)度Λ L= Δ Ls/ Δ η ； 步驟4:量化消偏光路的設(shè)計(jì)參數(shù) 根據(jù)輸入光偏振態(tài)矩陣依次乘以保偏光纖、熔接點(diǎn)、Y波導(dǎo)尾纖的瓊斯矩陣得到輸出光的偏振態(tài)分布，通過(guò)調(diào)節(jié)保偏光纖、熔接點(diǎn)、Y波導(dǎo)尾纖各瓊斯矩陣，使消偏光路后的輸出光中各偏振態(tài)之間的光程差大于去相干長(zhǎng)度。
【文檔編號(hào)】G01C19/72GK103674007SQ201210331272
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月7日
【發(fā)明者】謝良平, 李 瑞, 王京獻(xiàn), 張斌, 馬海全, 萬(wàn)洵 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)第六一八研究所