本發(fā)明涉及一種電極放電在保偏光纖內(nèi)產(chǎn)生強度可控弱偏振耦合點的裝置。

背景技術：

保偏光纖是偏振光在光纖中傳輸?shù)臅r候，其偏振態(tài)在很長一端光纖內(nèi)幾乎保持不變的光纖，它與普通單模光纖有良好的相容性，在光纖通信、光纖傳感、光偏振敏感器件等領域具有廣泛的應用。當保偏光纖受到溫度、擠壓、扭曲、拉伸等外部因素的影響時，其內(nèi)部沿著某一光軸傳輸?shù)钠窆鈺蛄硪还廨S耦合形成偏振模能量耦合現(xiàn)象。這種現(xiàn)象降低了光纖的偏振保持能力，導致系統(tǒng)偏振消光比降低，進而影響系統(tǒng)性能。同時，偏振耦合現(xiàn)象也從一個側面也反映了保偏光纖制造、纏繞、使用過程中的工藝或技術缺陷，因此可以通過對保偏光纖中偏振耦合現(xiàn)象的檢測，來對保偏光纖的制造及使用作有效的檢測，提高保偏光纖的出廠質量，使使用者能以此為參數(shù)來衡量光纖，提高系統(tǒng)的整體性能。

保偏光纖內(nèi)偏振耦合不但是其重要性質之一，同時也是利用保偏光纖實現(xiàn)某些測試的機理之一。在關注偏振耦合測試的同時，將振耦合應用于光纖陀螺光纖環(huán)檢測、Lyot去偏器檢測、分布式傳感等工程實際中。利用偏振耦合構成的分布式光纖傳感器，主要采用保偏光纖作為傳感光纖的分布式光纖傳感器,被測外界量引起保偏光纖中傳播的兩正交偏振模的相互耦合，通過步進電機控制邁克耳孫干涉儀掃描臂的反射鏡移動，改變干涉儀兩臂之間的光程差，補償由于偏振耦合而形成的兩偏振光從保偏光纖出射時的光程差，可實現(xiàn)對保偏光纖的偏振耦合強度和位置的測試。將保偏光纖置于不同的溫度場內(nèi)，以保偏光纖兩端的連接器所引入的偏振耦合峰為參考峰，通過測量兩偏振耦合峰之間的相對位置變化，可完成保偏光纖雙折射隨溫度變化的測試。當利用側向壓力的方式產(chǎn)生多個偏振耦合點時，OCDP系統(tǒng)可測試耦合強度與應力大小的關系，并可指出溫度對耦合點的強度的影響。

申請?zhí)枮?01410260362.4的專利文件中提出了一種利用多峰分裂干涉圖解調保偏光纖偏振耦合點位置的方法，利用多峰分裂的周期解調光纖耦合點位置，提高了保偏光纖耦合點的空間分辨率；申請?zhí)枮?00410094123.2的專利文件中提出了一種高雙折射保偏光纖弱模耦合測量儀及控制方法，該裝置具有測量精度高、靈敏度高的特點；申請?zhí)枮?01510768179.X的專利文件中提出了一種利用保偏光纖光柵實現(xiàn)單點及區(qū)域溫度同時測量的裝置，該發(fā)明有效緩解了寬譜光源譜寬對測量系統(tǒng)的限制，顯著擴大了測量區(qū)域空間范圍。這三份專利文件中涉及的技術方案只是針對保偏光纖偏振耦合的測量與解調方法提出創(chuàng)新，沒有涉及偏振耦合可控的問題研究。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種電極放電在保偏光纖內(nèi)產(chǎn)生強度可控弱偏振耦合點的裝置。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

一種電極放電在保偏光纖內(nèi)產(chǎn)生強度可控弱偏振耦合點的裝置，包括第一放電電極11、第二放電電極12、保偏光纖2、第一旋轉光纖功能夾具31、第二旋轉光纖功能夾具32、第一光纖特征軸監(jiān)測裝置41、第二光纖特征軸監(jiān)測裝置42，保偏光纖2的兩端分別固定于第一旋轉光纖功能夾具31與第二旋轉光纖功能夾具32上，保偏光纖2中部懸空并去掉涂覆層，第一光纖特征軸監(jiān)測裝置41和第二光纖特征軸監(jiān)測裝置42分別監(jiān)測保偏光纖內(nèi)特征軸方向，第一放電電極11和第二放電電極12對保偏光纖進行放電。

由第一放電電極11、第二放電電極12、保偏光纖2、第一旋轉光纖功能夾具31、第二旋轉光纖功能夾具32、第一光纖特征軸監(jiān)測裝置41、第二光纖特征軸監(jiān)測裝置42，組成電極放電在保偏光纖內(nèi)產(chǎn)生強度可控弱偏振耦合點的裝置，保偏光纖2的兩端分別固定于第一旋轉光纖功能夾具31與第二旋轉光纖功能夾具32上，保偏光纖2中部懸空并去掉涂覆層，第一光纖特征軸監(jiān)測裝置41和第二光纖特征軸監(jiān)測裝置42分別監(jiān)測保偏光纖內(nèi)特征軸方向；固定第一放電電極11和第二放電電極12放電的方向，使二者放電方向共線，同時調整第一旋轉光纖功能夾具31與第二旋轉光纖功能夾具32，將保偏光纖兩端向不同方向扭轉，使保偏光纖2的左右兩端特征軸與水平方向分別成θ、角度，等效成光纖以中部為分界點左右兩端分別發(fā)生微小扭轉，用雙側電極對光纖中部放電，使保偏光纖的模場發(fā)生變化，折射率被調制，當傳輸在保偏光纖特征軸的偏振光通過被調制的保偏光纖時，該偏振光的部分能量將耦合到另外一個特征軸上，經(jīng)過光程相關裝置后兩個特征軸上的偏振光發(fā)生干涉，從而產(chǎn)生偏振耦合；同時改變放電電極的強度、放電時間、放電電極的形狀和放電中部保偏光纖扭轉的角度產(chǎn)生不同強度的弱偏振耦合點。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于：在保證偏振耦合點強度可控的條件下，使其在能夠探測的前提下足夠弱，產(chǎn)生弱偏振耦合點。而強度可控的偏振耦合點是建立以弱耦合點為基礎級聯(lián)保偏光纖構建干涉儀的關鍵，弱偏振耦合點的耦合強度較小，耦合強度表達式中的高次項可以忽略，該耦合點的存在對其他耦合點的影響可以忽略，減小高階耦合現(xiàn)象。強度可控弱耦合點可以降低由于耦合所帶來的光損耗，同時降低各個干涉儀之間的信號干擾，可實現(xiàn)多個耦合點同時有效檢測。利用多個弱偏振耦合點，實現(xiàn)級聯(lián)干涉儀?；陔姌O放電產(chǎn)生的弱偏振耦合點可構建光纖干涉儀復用多功能傳感網(wǎng)絡。

附圖說明

圖1是利用電極放電在保偏光纖內(nèi)產(chǎn)生強度可控弱偏振耦合點的裝置圖。

圖2是保偏光纖電極放電及保偏光纖特征軸變化示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。

本發(fā)明提供的是一種利用電極放電在保偏光纖內(nèi)產(chǎn)生強度可控弱偏振耦合點的方法及裝置。通過改變放電電極的強度、放電時間、放電電極的形狀和放電中部保偏光纖扭轉的角度來實現(xiàn)對保偏光纖的非對稱折射率調制，從而產(chǎn)生強度可控的弱偏振耦合點。本發(fā)明的裝置包括放電電極、保偏光纖、旋轉光纖功能夾具、光纖特征軸監(jiān)測裝置。該發(fā)明的優(yōu)點在于，強度可控弱耦合點可以降低由于信號耦合所帶來的光損耗，同時降低各個干涉信號的干擾，能夠實現(xiàn)多個耦合點同時有效檢測；利用多個弱偏振耦合點，能夠實現(xiàn)級聯(lián)干涉儀，基于保偏光纖產(chǎn)生的弱偏振耦合點，將有利于構建的光纖干涉儀復用多功能傳感網(wǎng)絡。

本發(fā)明的電極放電在保偏光纖內(nèi)產(chǎn)生強度可控弱偏振耦合點的裝置包括第一放電電極11、第二放電電極12、保偏光纖2、第一旋轉光纖功能夾具31、第二旋轉光纖功能夾具32、第一光纖特征軸監(jiān)測裝置41、第二光纖特征軸監(jiān)測裝置42，保偏光纖2的兩端分別固定于第一旋轉光纖功能夾具31與第二旋轉光纖功能夾具32上，保偏光纖2中部懸空并去掉涂覆層，用第一光纖特征軸監(jiān)測裝置41和第二光纖特征軸監(jiān)測裝置42分別監(jiān)測保偏光纖特征軸的方向，第一放電電極11和第二放電電極12同時向光纖中部放電。

本發(fā)明的電極放電在保偏光纖內(nèi)產(chǎn)生強度可控弱偏振耦合點的方法為：固定第一放電電極11和第二放電電極12放電的方向，使二者放電方向共線，調整第一旋轉光纖功能夾具31與第二旋轉光纖功能夾具32，同時用第一光纖特征軸監(jiān)測裝置41與第二光纖特征軸監(jiān)測裝置42監(jiān)測保偏光纖特征軸的位置，將保偏光纖兩端向不同方向扭轉，使保偏光纖2的左右兩端特征軸與水平方向分別成θ、角度，等效成光纖以中部為分界點左右兩端分別發(fā)生微小扭轉，用雙側電極對保偏光纖2中部放電進行非對稱折射率調制，等效于保偏光纖主軸發(fā)生旋轉，當傳輸在保偏光纖某一特征軸的偏振光通過被調制的保偏光纖時，該偏振光的部分能量將耦合到另外一個特征軸上，經(jīng)過光程相關裝置后兩個特征軸上的偏振光發(fā)生干涉，從而產(chǎn)生偏振耦合；兩端旋轉的角度決定了中間扭轉的角度，同時改變放電電極的強度、放電時間、放電電極的形狀和放電中部保偏光纖扭轉的角度產(chǎn)生不同強度的弱偏振耦合點，實現(xiàn)弱偏振耦合點強度可控。

為了構造級聯(lián)干涉儀，實現(xiàn)多個耦合點同時有效檢測，本發(fā)明提出一種利用電極放電在保偏光纖內(nèi)產(chǎn)生強度可控弱偏振耦合點的方法和裝置。

本發(fā)明利用電極放電在保偏光纖內(nèi)產(chǎn)生強度可控弱偏振耦合點的方法和裝置，是通過改變放電電極的強度、放電時間、放電電極的形狀和放電中部保偏光纖扭轉的角度來實現(xiàn)對保偏光纖的非對稱折射率調制，從而產(chǎn)生強度可控弱偏振耦合點。

本發(fā)明的原理如附圖2所示，利用旋轉光纖功能夾具分別反向扭轉保偏光纖，使保偏光纖2的一端特征軸順時針旋轉θ角度，另一端特征軸逆時針旋轉角度，扭轉區(qū)域保偏光纖的特征軸方向發(fā)生改變，與保偏光纖固有特征軸產(chǎn)生角度為的旋轉。放電光纖段光軸相對前后兩段發(fā)生一定偏轉，相當于旋轉波片，快慢軸上光能量將發(fā)生交換，導致偏振耦合現(xiàn)象。通過改變放電電極的參數(shù)和放電中部保偏光纖扭轉的角度來實現(xiàn)對保偏光纖的非對稱折射率調制。放電電極的參數(shù)包括放電電極的強度、放電時間和放電電極的形狀，改變放電電極的形狀最終目的是改變放電區(qū)域保偏光纖長度，這些參數(shù)都是影響偏振耦合點強度的重要參數(shù)，控制好這些參數(shù)可產(chǎn)生不同強度的弱偏振耦合點，使弱偏振耦合點的強度可控。

本發(fā)明提出利用電極放點在保偏光纖內(nèi)產(chǎn)生強度可控弱偏振耦合點的方法和裝置，方法是通過改變放電電極的強度、放電時間、放電電極的形狀和放電中部保偏光纖扭轉的角度來實現(xiàn)保偏光纖的非對稱折射率調制，從而產(chǎn)生強度可控弱偏振耦合點。結合圖1，實施的裝置包括第一放電電極11、第二放電電極12、保偏光纖2、第一旋轉光纖功能夾具31、第二旋轉光纖功能夾具32、第一光纖特征軸監(jiān)測裝置41、第二光纖特征軸監(jiān)測裝置42。第一放電電極11和第二放電電極12強度可調，將保偏光纖2放電部分的光纖涂覆層去掉，未去涂覆層的光纖兩端分別固定于第一旋轉光纖功能夾具31和第二旋轉光纖功能夾具32上，用第一光纖特征軸監(jiān)測裝置41和第二光纖特征軸監(jiān)測裝置42分別監(jiān)測保偏光纖的特征軸方向，光纖特征軸監(jiān)測裝置由光源和顯微鏡構成，保證能夠實時監(jiān)測保偏光纖特征軸。固定第一放電電極11和第二放電電極12放電的方向，使二者放電方向共線，同時調整第一旋轉光纖功能夾具31與第二旋轉光纖功能夾具32，將保偏光纖兩端向不同方向扭轉，使保偏光纖2的左右兩端特征軸分別相對原有位置旋轉θ、角度，等效成光纖以中部為分界點左右兩端分別發(fā)生微小扭轉，對扭轉的保偏光纖進行放電來實現(xiàn)對其的非對稱折射率調制，同時改變放電電極的強度、放電時間、放電電極的形狀和放電中部保偏光纖扭轉的角度產(chǎn)生不同強度的弱偏振耦合點，實現(xiàn)弱偏振耦合點強度可控。