[发明专利]一种光纤偏振分析仪的偏振态校准装置及校准方法

权利要求书

1.一种光纤偏振分析仪的偏振态校准装置，其特征在于，包括依次设置的窄线宽激光器、偏振控制器、第一准直器、起偏器、四分之一延迟波片系统、二分之一延迟波片系统、第二准直器、光纤跳线、标准斯托克斯矢量计；其中窄线宽激光器输出的激光依次通过偏振控制器、第一准直器，变为空间光后依次通过起偏器、四分之一延迟波片系统、二分之一延迟波片系统，然后通过第二准直器经过耦合进入光纤跳线的接收端，光纤跳线的输出端连接标准斯托克斯矢量计。

2.如权利要求1所述的光纤偏振分析仪的偏振态校准装置，其特征在于，所述窄线宽激光器为具有相干控制模式的可调谐激光器或DFB激光器。

3.如权利要求2所述的光纤偏振分析仪的偏振态校准装置，其特征在于，所述偏振控制器为自带尾纤的手动型偏振控制器。

4.如权利要求3所述的光纤偏振分析仪的偏振态校准装置，其特征在于，所述四分之一延迟波片系统包括四分之一波片和旋转位移器。

5.如权利要求4所述的光纤偏振分析仪的偏振态校准装置，其特征在于，所述二分之一延迟波片系统包括二分之一波片和旋转位移器。

6.如权利要求5所述的光纤偏振分析仪的偏振态校准装置，其特征在于，所述旋转位移器为带有反馈方式的电控旋转位移器，能够显示位移器当前的角度位置，并能够进行良好的重复定位。

7.如权利要求6所述的光纤偏振分析仪的偏振态校准装置，其特征在于，所述光纤跳线为短距离单模光纤跳线。

8.如权利要求7所述的光纤偏振分析仪的偏振态校准装置，其特征在于，所述标准斯托克斯矢量计为基于旋转波片法的斯托克斯矢量测试系统。

9.一种如权利要求1所述的偏振态校准装置进行校准的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将光纤跳线输出端连接标准斯托克斯矢量计的测试接口，设置窄线宽激光器与标准斯托克斯矢量计的波长一致，使标准斯托克斯矢量计进入工作模式；

步骤2：调节手动偏振控制器，使标准斯托克斯矢量计能够接收到尽量大的光信号；

步骤3：以标准斯托克斯矢量计的偏振态测试结果为指导，控制四分之一延迟波片系统和二分之一波片系统的旋转位移器转动，当测试结果达到或接近预期的偏振态时停止转动；

步骤4：按照步骤3操作6次，预期的偏振态分别为水平线偏振光、垂直线偏振光、45°线偏振光、-45°线偏振光、右旋圆偏振光和左旋圆偏振光，记录每一次完成后的旋转位移器角度位置，以及归一化斯托克斯矢量测试结果，构建矩阵S，S中的每一列对应每一次的归一化斯托克斯矢量测试结果；

步骤5：按照步骤3操作n次，预期的偏振态为待校准的偏振态，或基本在邦加球上均匀分布的多个偏振态，记录每一次完成后的旋转位移器角度位置，以及标准斯托克斯矢量计的归一化斯托克斯矢量测试结果，构建矩阵T，T中的每一列对应每一次的归一化斯托克斯矢量测试结果；

步骤6：将光纤跳线的输出端由标准斯托克斯矢量计测试接口取出，然后连接待校光纤偏振分析仪的测试接口，设置待校光纤偏振分析仪与窄线宽激光器的波长一致，使待校光纤偏振分析仪进入工作模式；

步骤7：按照步骤4中记录的角度位置，按照顺序控制旋转位移器进行6次转动，记录每一次的归一化斯托克斯矢量测试结果，构建矩阵Q，Q中的每一列对应每一次的归一化斯托克斯矢量测试结果；

步骤8：对光纤形变矩阵M进行标定，为S的右伪逆矩阵；

步骤9：利用光纤形变矩阵对T进行修正，得到修正矩阵T′，T′＝M·T；

步骤10：按照步骤5中记录的角度位置，按照顺序控制旋转位移器进行n次转动，记录每一次的归一化斯托克斯矢量测试结果，构建矩阵O，O中的每一列对应每一次的归一化斯托克斯矢量测试结果；

步骤11：通过比对T′和O，可以得到待校光纤偏振分析仪的归一化斯托克斯矢量测量误差，根据归一化斯托克斯矢量与偏振方位角、椭圆度的换算关系，利用T′和O，可以得到待校光纤偏振分析仪的与偏振方位角、椭圆度测量误差。