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《天津大学》 2004年
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基于白光干涉的保偏光纤偏振耦合检测的研究

李海峰  
【摘要】:在本论文中,系统分析了白光干涉法检测保偏光纤内部偏振耦合的原理,设计并实现了整个保偏光纤偏振耦合测试系统。利用该测试系统可以有效的检测出光纤陀螺传感器中的重要部件-保偏光纤绕组内部由于扭曲、压力等原因造成的偏振寄生耦合现象,能够有效的控制光纤绕组的质量,对于光纤陀螺的生产与研制具有重要实践意义。 保偏光纤内部的高双折射,使得其内部传播的偏振主模和耦合模之间存在着一定大小的光程差。在本文中,利用干涉仪内部的高精度扫描平面镜实现对光程差的补偿,不仅可以实现线偏振主模间的干涉,而且能够实现线偏振主模和偏振耦合模间的干涉。通过检测两个白光干涉主极大值间的距离,就可以确定偏振耦合点在整个保偏光纤上分布的具体位置。整个测试系统中,包含两个主要结构:偏振调整机构和迈克尔逊干涉仪。在 偏振调整机构中,使用可旋转半波片、偏振棱镜、光电检测模块实现了对入射线偏振光的偏振态调整;在迈克尔逊干涉仪中通过高精度线性平移平台和高精度步进电机实现对光程差的补偿,利用光电检测模块实现对干涉光信号的采集,通过PCI 采集卡将采集数据输入至计算机。测试系统利用计算机对采集到的干涉数据进行处理和计算,得到最终的测试结果。利用该测试系统可以检测出1000m 长保偏光纤内部的耦合强度为-33dB 的偏振耦合,测试的空间分辨率为57.2mm。 论文的主要创新之处: 1、利用白光光源相干长度短的特性提高了检测偏振耦合点的空间分辨率,实现了白光干涉系统,分析了白光干涉法检测保偏光纤内部偏振耦合的原理,根据检测系统的具体结构,建立了测试系统的理论计算模型。 2、通过扫描平面反射镜300mm 的直线平移实现了光程差的补偿,有效的检测出1000m 长度的被测保偏光纤上的偏振耦合现象,空间分辨率达到57.2mm。使测试系统具有以短距离的干涉扫描尺寸(300mm)反映长距离被扫描空间(1000m)的技术特点。 3、利用可旋转半波片和偏振棱镜实现了线偏振光偏振态的调整,通过控制两相干线偏振光的偏振态取得了偏振光的最佳相干效果,提高了干涉的对比度和测试的灵敏度,实现了线偏振光的干涉。同时解决了保偏光纤的对准问题。 4、在机械结构设计中,采用精密滚珠丝杠结构减小直线移动装置中各相对运动零件之间的摩擦,扫描平面镜及其微调装置采用小尺寸结构,减轻了移动平台的负载载荷,克服了“爬行”现象,保证了微移动的精度,利用高精度步进电
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:O436.3

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
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【参考文献】
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【共引文献】
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