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专利名称：光学偏振器件偏振消光比的检测方法和检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学偏振器件参数测量方法，属于光学测量技术领域，尤其涉及一种基于干涉法光学保偏器件偏振消光比的测试装置和测试方法。
背景技术：
消光比是度量偏振器件(如保偏光纤、保偏光纤耦合器、偏振器、棱镜、晶体)保持偏振态稳定性能的重要指标。当一束线偏振光沿偏振器件某一主轴入射时，由于偏振器件内部残留有应力，或热不均勻引起的应力，以及制造工艺的不完善导致光学偏振器件几何形状的不完全理想，会使本来属于各向同性物质出现双折射，表现出各向异性。因此，在这些点上，在与偏振主轴正交的光轴方向上激发起耦合模，两个正交光轴上的光功率比值就是偏振消光比。假设光学偏振器件主轴即X轴，出射光功率为Pmax，与主轴正交的另一光轴
即Y轴，上的出射光功率为Pmin，则其偏振消光比为▽ =。偏振消光比越大，说明光
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学偏振器件的质量越好，加工精度越高，其保偏特性越优越。消光比是表征光学器件以及光学系统性能的主要物理参数之一。如(1)保偏光纤的偏振消光比直接表示其传输偏振光的能力，消光比越大，其保持偏振态稳定性的能力越强。(2)消光比表征晶体棱镜的性能，反映其精度和制造工艺水(3)光纤陀螺是干涉型传感器，其偏振特性影响着该传感器的精度。(4)利用磁光光纤Bragg光栅中偏振消光比特性，测量磁场。(5)在SDH设备中光发送机的消光比直接影响到设备的性能，消光比太大或太小都不利于系统的运行。因此我们有必要对偏振消光比的测量方法进行研究。许多科研机构已提出了若干种方法对偏振器件的消光比进行测量。例如，申请号为“200620008302. 4”(“消光比及有关参数的测量”)的实用新型专利，该专利采用的偏振消光比的测量装置主要由起偏器，光电探测器，信号放大电路，A/D转换电路，电动机， CPU控制器，显示器等构成。从待测光学偏振器件出射的光穿过起偏器，照射到光电探测器上，光电探测器将光信号转化为电压信号，再经过信号放大和A/D转换，将其输入到CPU。 同时，CPU控制电机，电机带动起偏器进行任意角度旋转，当起偏器旋转一周，得到光强信号的最大值和最小值。CPU通过分析比较计算得到对应的信号强度Pmax和Pmin，通过公式
▽ = imGgfsiiH十算出待测光学偏振器件的偏振消光比。但此种方法，需要起偏器旋转一周
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才会测量出结果，所需要的时间较长。申请号为“88107782. 8，，( “测量光纤和光学系统偏振消光比的方法与装置”)的发明专利，该专利采用双方向双光路检测法。硬件结构主要由光源，耦合系统，偏振棱镜，两个光电探测器和除法器5部分构成。偏振棱镜与两只光电探测器装于同一转体中，转动时他们相对位置保持不变。被测系统输出的部分偏振光经过偏振棱镜分解成具有一定分数角的两种直线偏振光，转动偏振棱镜，同时由两只光电探测器分别监视这两束直线光的光强度，由这两个光强的极值之比D，计算出被测系统的偏振消光比。计算公式为η = PD。式中 P是仪器常数。若用手算，则P = 1，若用其他仪器例如除法器等进行计算，则用k = 1的系统，对仪器定标时测出。此种方法由于采用双光路，增加了系统的成本。

发明内容
本发明目的是提供一种偏振器件消光比的新的检测方法，同时提供一种基于干涉法测量光学偏振器件偏振消光比的实现装置。本发明提供的基于干涉法光学偏振器件偏振消光比的检测方法具体步骤如下第1、使线偏光沿着待测光学偏振器件的一个主轴入射，则在该光学偏振器件的各瑕疵点上、在与入射偏振主轴X轴，正交的另一轴Y轴，上激发起耦合模，则在出射端，得到两个正交光轴上的光信号，再将两个正交光轴上的光信号进行投影方向调整，分束，反射后干涉，得到干涉光强信号；第2、对第1步得到的干涉光强信号进行光电转换和数据采集，得到一组离散的反应干涉光强信号电压信号值；第3、对第2步得到的每一点光强信号进行耦合强度计算，最后用每一点的耦合强度值计算偏振器件的消光比，第3. 1、设偏振器件在每一个瑕疵点上由偏振主轴χ耦合到与主轴χ正交的另一主
轴y的耦合强度为Pyi，i = 0、1、2、3.......n，则在待测光学偏振器件出射端上总的耦合强
度可表示如下Py = Pi+P2+......Pn其中n为耦合点的个数，n的大小取决于偏振器件的制造水平以及被测偏振器件的长度；第3. 2、第3. 1步所述的每一个耦合点处的耦合强度h由(1)式表示为h = 201ogIy/Ix = 101og(Iy/Ix)2 = 101ogIy2/Ix2 = 101ogpy/px.................. (1)其中I为干涉光信号的振幅；第3.3、由(1)式可推出两个正交主轴上的耦合强度之比py/px= 10°_lh，将各耦合点处的两个正交主轴上的耦合强度之比值相加便可得到保偏光纤的偏振消光比，如(2) 示，
权利要求
1.一种基于干涉法光学偏振器件偏振消光比的检测方法，其特征在于该方法具体步骤如下第1、使线偏光沿着待测光学偏振器件的一个主轴入射，则在该光学偏振器件的各瑕疵点上、在与入射偏振主轴即X轴，正交的另一轴Y轴上激发起耦合模，则在出射端，得到两个正交光轴上的光信号，再将两个正交光轴上的光信号进行投影方向调整，分束，反射后干涉，得到干涉光强信号；第2、对第1步得到的干涉光强信号进行光电转换和数据采集，得到一组离散的反应干涉光强信号电压信号值；第3、对第2步得到的每一点光强信号进行耦合强度计算，最后用每一点的耦合强度值计算偏振器件的消光比，第3. 1、设偏振器件在每一个瑕疵点上由偏振主轴χ轴，耦合到与主轴χ正交的另一主轴y轴的耦合强度为Pyi，i = 0、1、2、3.......n，则在待测光学偏振器件出射端上总的耦合强度可表示如下Py = Pi+P2+......Pn其中η为耦合点的个数，η的大小取决于偏振器件的制造水平以及被测偏振器件的长度；第3. 2、第3. 1步所述的每一个耦合点处的耦合强度h由(1)式表示为
2.一种基于干涉法测量光学偏振器件消光比的检测装置，其特征在于该装置沿光信号传播方向顺次包括第一部分、光源与隔离器�？橹饕晒庠春透衾肫鞴钩桑还庠吹某錾涔庥敫衾肫飨嗔渥饔檬欠乐构饴分杏捎诟髦衷虿暮笙虼涔舛怨庠丛斐傻牟涣加跋欤碧岣吖庠瘩詈辖竺婀饴返墓夤β剩坏诙糠�、起偏�？楣庠从敫衾肽？榈氖涑鲇肫鹌？榈氖淙胂嗔庠捶⒊龅淖匀还獗湮咂猓坏谌糠�、待测光学偏振器件将起偏�？槭涑龅南咂庋刈糯夤庋衿骷囊桓鲋髦崛肷洌捎谄衿骷诓坎辛粲杏αΓ蛉炔痪鶆蛞鸬挠αΓ约爸圃旃ひ盏牟煌晟频贾鹿庋衿骷负涡巫吹牟煌耆硐耄乖臼粲诟飨蛲缘奈镏食鱿炙凵洌硐殖龈飨蛞煨裕荒敲矗谡庑╄Υ玫闵希谟肴肷淦裰髦峒碭轴，正交的另一轴Y轴上会激发起耦合模，假定沿偏振主轴即X轴传播光的光功率为Pmax，沿与偏振主轴正交的另一光轴Y轴上传播光的光功率为Pmin，则该偏振器件的消光比如下式表示
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述的偏振器件可以为保偏光纤、保偏光纤耦合器、偏振器或棱镜。
全文摘要
一种偏振器件偏振消光比的检测方法和检测装置。检测方法线偏光沿着待测光学偏振器件的一个主轴入射，由于偏振串扰，在出射端，得到两个正交光轴上的光信号；经干涉，并将干涉光信号进行光电转换和数据采集，得到一组离散的反应干涉光强信号的电压信号值；由公式(1)可得到每一个耦合点处的耦合强度h，再经公式(2)便可得到待测光学偏振器件的消光比。所述装置顺次包括，光源与隔离器�？�、起偏�？�、待测光学偏振器件、投影方向调整�？�、干涉仪�？�、数据采集模块和中央处理器�？�。本发明通过检测耦合点的耦合强度，推导出偏振消光比，使得测量结果准确。适用于保偏光纤、保偏光纤耦合器、偏振器等多种光学偏振器件，具有一定的通用性。
文档编号G01M11/02GK102183360SQ20111005223
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月4日 优先权日2011年3月4日
发明者刘铁根, 叶雯婷, 张以谟, 张红霞, 温国强, 贾大功, 郑光金, 陈信伟 申请人:中国电子科技集团公司第四十一研究所, 天津大学