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全光纤高速模拟信号偏振态测量系统的研究

孙明璇  
【摘要】:随着高速光纤通信以及光纤传感系统的发展,偏振态(SOP)的作用越发重要,尤其是为了研究偏振模色散对光纤通信系统的影响,以及准确快速测量偏振光时域反射计(P-OTDR)待测信号的偏振态,对模拟信号的高速测量提出了更高的要求。而现在最先进的商用偏振分析仪能够测量的最高的模拟信号速率也不超过1MHz。为此,本文对高速模拟信号偏振态的测量进行了实验研究。 首先,深入研究了光电探测器放大电路,制作了能够进行四路信号差分探测的光电探测器,能够实现0-50MHz模拟信号的无失真探测。为实验系统提供了高性能的探测器。 其次,研究了基于铌酸锂相位调制器的偏振调制器的工作原理,并进行了仿真,明确了调制后偏振光Stokes矢量各参量的变化曲线,为实验结果的分析提供了理论基础。 最后,设计并搭建了基于光纤偏振控制器(PC)、偏振分束器(PBS)以及模拟光电探测器的全光纤高速偏振态测量系统,解决了时间同步和功率均衡等问题。用搭建的系统对0-50MHz模拟信号的偏振态进行了测量,并与商用偏振分析仪进行了误差比较。实验与分析表明:此系统可实现速率0-50MHz模拟信号Stokes参量的准确测量,显示在邦加球上的测量误差半径在0.03以下,与商用偏振分析仪处于同一量级。系统重复性良好,可测模拟信号的速率远超目前商用偏振分析仪,为高速模拟信号光的偏振态提供了有效测量手段。


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