[发明专利]一种针对光相位解调仪的校准装置及校准方法

权利要求书

1.一种针对光相位解调仪的校准装置，其特征在于：所述校准装置包括干涉仪定标系统(1)和光纤干涉系统(2)，所述干涉仪定标系统(1)用于在校准前对光纤干涉系统(2)进行定标；所述干涉仪定标系统(1)包括光源(10)、光电转换器(11)和示波器(12)；所述光纤干涉系统(2)包括干涉仪(20)和信号发生器(21)；所述干涉仪(20)包括位于其光输入端的分光单元(200)、调制器(201)、位于其光输出端的合光单元(202)；所述干涉仪(20)的光输入端在定标时用于与光源(10)的光输出口相连接，在校准时用于与待校准的光相位解调仪(3)的光源端机(30)的输出口相连接；所述调制器(201)的电信号输入口用于与所述信号发生器(21)的电信号输出口相连接以接收调制信号；所述光源(10)输出的光经分光单元(200)分光后，一路为参考光，另一路调制光经调制器(201)调制后与参考光在合光单元(202)的作用下合光产生干涉，所述干涉仪(20)的光输出端在定标时用于与所述光电转换器(11)的光输入口相连接，在校准时用于与待校准的光相位解调仪(3)的解调端机(31)的输入口相连接；所述光电转换器(11)将接收到的光信号转换为电信号后输出至所述示波器(12)。

2.根据权利要求1所述的一种针对光相位解调仪的校准装置，其特征在于，所述分光单元(200)与合光单元(202)均为2*2耦合器。

3.根据权利要求1所述的一种针对光相位解调仪的校准装置，其特征在于，所述分光单元(200)为2*2耦合器，所述合光单元(202)为3*3耦合器。

4.根据权利要求2或3所述的一种针对光相位解调仪的校准装置，其特征在于：所述光电转换器(11)的带宽大于等于40MHz。

5.一种使用权利要求1所述针对光相位解调仪的校准装置进行校准的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：定标，采用干涉仪定标系统(1)对光纤干涉系统(2)定出2kπ(k＝1，2……)的相移量；

将光纤干涉系统(2)与干涉仪定标系统(1)相连接，光源(10)输出光至干涉仪(20)的光输入端，进入干涉仪(20)的光被位于其光输入端的分光单元(200)分成两路光，一路光为参考光，另一路光为调制光，通过信号发生器(21)对调制光加载频率为f，电压幅度为V，偏置电压为V₀的调制信号，调制光的相位受到信号发生器(21)的调制，调制光与参考光由位于干涉仪(20)光输出端的合光单元(202)进行合光发生干涉，合光后输出至光电转换器(11)，转换成电信号后输出至示波器(12)，调节信号发生器(21)的调制信号直至由示波器(12)观察得到2kπ(k＝1，2……)的相移量，并从信号发生器(21)上读出此时调制电压幅度V_2kπ(f)；

步骤2：校准光相位解调仪

将光纤干涉系统(2)与干涉仪定标系统(1)断开，将光相位解调仪(3)的光源端机(30)的输出口与干涉仪(20)的光输入端相连接，将干涉仪(20)的光输出端与光相位解调仪(3)的解调端机(31)的输入口相连接，光从光源端机(30)输入干涉仪(20)后被位于其光输入端的分光单元(200)分成两路光，一路光为参考光，另一路光为调制光，通过信号发生器(21)对调制光加载步骤1所得频率f，调制电压幅度V_2kπ(f)的调制信号，在光相位解调仪上(3)读出此时光相移量幅度Φ，将光相移量幅度Φ与2kπ(k＝1，2……)的光相移量进行偏差计算，所得偏差若符合用户需求或计量标准，则光相位解调仪为合格产品；若不符合，则光相位解调仪为不合格产品。

6.根据权利要求5所述的校准方法，其特征在于，所述步骤1中，调制光与参考光在合光单元作用(202)进行合光发生干涉，合光后输出一路光至光电转换器(11)，示波器(12)上显示干涉图形，调节调制信号至干涉图形的上凹点A和下凹点B的电压值相等，即当上凹点A和下凹点B的电压值之差d＝0时，得出相移量为Ф(f)＝2kπ，此时计算上凹点A和下凹点B的连线与干涉图形的交点个数为n，得出k＝(n+1)/2，继而在信号发生器(21)上读出调制电压幅度V_2kπ(f)。

7.根据权利要求5所述的校准方法，其特征在于，所述步骤1中，所述合光单元(202)采用3*3耦合器，调制光与参考光在3*3耦合器作用下合光并发生干涉，并生成三路光，从中随机挑选两路光输出至光电转换器(11)，示波器(12)显示为李萨茹图形，调节调制信号至使图形的缺口闭合，干涉仪的相移量为Ф(f)＝2π，继而在信号发生器(21)上读出调制电压幅度为V_2π(f)。