[发明专利]一种基于旋转检偏器的消光比测量系统

说明书

本发明公开了一种基于旋转检偏器的消光比测量系统。本发明包含用于调制偏振光的偏光调制模块,包含用于控制光学调制结构匀速转动的电机匀速控制模块，包含用于光电信号转换处理的信号采集处理模块，所述的信号采集处理模块包含两路光电转换电路，分别为光电探测器A、光电探测器B和放大器A、放大器B，以及用于信号处理的微控制器；包含用于人机交互的控制主机模块，所述的控制主机模块包含微控制器和触摸屏，主机模块通过串口从信号采集处理模块接收光功率和消光比的当前数值。本发明改进了传统消光比测量系统的偏光调制结构及传动方案，采用直角棱镜分光分别测量消光比和光功率的方案，提高功率检测精度和降低消光比测量噪声。

技术领域

本发明涉及一种基于旋转检偏器的消光比测量系统，尤其涉及一种基于分光光路结构和直流电机传动结构的消光比测量系统。

背景技术

随着物联网、移动视频、虚拟现实等宽带互联网业务的兴起，信号的实时准确传输变得越来越重要。使用光纤传输信号，速度快且不容易受到外界电磁场干扰，有着其它信号传输方式不可比拟的优点。目前，光纤通信中广泛使用保偏光纤，表征保偏光纤性能优劣的重要指标包括偏振消光比、方位角和光功率。因此，能够快速、准确测量上述保偏光纤性能指标的消光比测量系统在光纤通信、光学测量等领域具有重要意义。

相关技术的研究现状如下：

根据调研，市场上现有的消光比测量系统中，光功率的测量是通过检偏器输出光信号波形特征间接计算而得，偏振光穿过检偏器后存在功率损耗的情况，所以这种测量方式导致光功率测量的准确性降低。另外，现有消光比测量系统中，检偏器直接安装在步进电机内部的转动轴上，系统在测量时需要电机带动整个偏光调制结构转动，由于步进电机转动时抖动比较严重，会造成检偏器输出光的不稳定，影响消光比测量精度。

实用新型专利201910210315.1公开了一种保偏无源器件的偏振消光比测试系统，其方法是利用电机驱动多个偏振片，以适应不同的待测保偏器件的偏振消光比的测量，该方法从检偏器输出光信号中计算光功率，没有利用直流电机的驱动方案对调制结构进行传动，没有从本质上解决消光比测试仪功率测量不准确、检偏器输出光信号不稳定的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服上述现有技术中存在的不足，提供一种基于旋转检偏器的消光比测量系统。

本发明是一种基于旋转检偏器的消光比测量系统，其特征是,包含用于调制偏振光的偏光调制模块,所述的偏光调制模块包括用于光学调制的分光结构和检偏器，以及辅助匀速控制的编码器和传动轴；

包含用于控制光学调制结构匀速转动的电机匀速控制模块，所述的电机匀速控制模块包含脉冲整形电路、电机驱动模块、直流电机和微控制器；

包含用于光电信号转换处理的信号采集处理模块，所述的信号采集处理模块包含两路光电转换电路，分别为光电探测器A、光电探测器B和放大器A、放大器B，以及用于信号处理的微控制器；

包含用于人机交互的控制主机模块，所述的控制主机模块包含微控制器和触摸屏。主机模块通过串口从信号采集处理模块接收光功率和消光比的当前数值。

所述的分光结构为直角棱镜反射镜，直角棱镜反射镜可以按比例分割偏振光，偏振光被分光结构分为两部分，一部分用于消光比测量，一部分用于光功率测量。直角棱镜反射镜按比例分割偏振光，光探测器A接收直角棱镜反射光，检偏器接收未照射在直角棱镜上的光；直角棱镜无透射光，其反射光用于光功率测量，一部分未通过直角棱镜的光用于消光比测量。因此，直角棱镜反射输出光只与光探测器A相连。输入光一部分通过直角棱镜进行反射，利用直角棱镜的反射光进行功率测量；另一部分光不经过直角棱镜，直接进入检偏器，用于消光比测量。

所述的电机匀速控制模块采用脉冲捕获方式，采用PID算法控制电机匀速转动。系统上电后，电机匀速控制模块独立控制电机匀速转动。

所述的编码器为增量型脉冲编码器。