[发明专利]一种光纤稳相传输设备的校准装置

说明书

本发明公开了一种用于光纤稳相传输设备的校准装置，包括依次连接的稳频激光器、基于1×2光纤耦合器和3×3光纤耦合器的马赫‑曾德尔光纤干涉仪、第一波分复用器WDM‑1、第二波分复用器WDM‑2和设有第一光电探测器PD1及第二光电探测器PD2解调电路板。这种装置采用稳频激光器作为光源、光纤干涉仪进行传输延时变化量测量，能实现1fs量级或亚飞秒量级的传输延时变化量测量分辨率和测量准确度。

技术领域

本发明涉及光纤传输技术，具体是一种光纤稳相传输设备的校准装置。

背景技术

光纤稳相传输技术广泛应用于时频传递、卫星测控、相参信号传输等领域，并且达到了较高的技术水平，其中，基于微波鉴相、光域补偿的光纤稳相传输技术的传输延时变化量测量及补偿精度达到了0.1ps量级，基于光纤干涉仪相干检测、光域补偿的光纤稳相传输技术的传输延时变化量测量及补偿精度达到了1fs量级。然而，当前尚无成熟的技术和仪器支持对以上光纤稳相传输设备的传输延时变化量进行飞秒级高精度的标定校准，也无法对以上光纤稳相传输设备进行有效的技术性能检验。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种光纤稳相传输设备的校准装置。这种装置采用稳频激光器作为光源、光纤干涉仪进行传输延时变化量测量，能实现1fs量级或亚飞秒量级的传输延时变化量测量分辨率和测量准确度。

实现本发明目的的技术方案是：

一种光纤稳相传输设备的校准装置，包括稳频激光器、基于1×2光纤耦合器和3×3光纤耦合器的马赫-曾德尔光纤干涉仪、第一波分复用器WDM-1、第二波分复用器WDM-2和设有第一光电探测器PD1及第二光电探测器PD2解调电路板，其中，稳频激光器输出窄线宽稳频激光，窄线宽稳频激光接入1×2光纤耦合器的1端口经1×2光纤耦合器分成两束分别由2、3端口输出，1×2光纤耦合器的2端口连接第一波分复用器WDM-1的反射端口，第一波分复用器WDM-1的公共端外接光纤相位补偿器的输入端，光纤相位补偿器输出端连接传输光纤，传输光纤另一端连接第二波分复用器WDM-2的公共端，此外，第一波分复用器WDM-1的透射端连接第一法拉第磁旋转反射镜FRM-1，第二波分复用器WDM-2的透射端连接第二法拉第磁旋转反射镜FRM-2，第二波分复用器WDM-2的反射端连接3×3光纤耦合器的1端口，作为马赫-曾德尔光纤干涉仪的探测光信号；1×2光纤耦合器的3端口连接3×3光纤耦合器2端口，作为马赫-曾德尔光纤干涉仪的参考光信号；1×2光纤耦合器的3端口连接3×3光纤耦合器2端口，作为马赫-曾德尔光纤干涉仪的参考光信号；3×3光纤耦合器的4端口、5端口分别连接解调板上的第一光电探测器PD1和第二光电探测器PD2，解调板输出检测到的光纤相位补偿器实时补偿效果到外接的计算机终端。

所述稳频激光器的工作波长与外接的光纤相位补偿器内置激光器的工作波长至少相差0.8nm、频率间隔100GHz以上。

所述稳频激光器的激光线宽需达到低于马赫-曾德尔光纤干涉仪臂长差所需相干长度对应激光线宽的一个数量级。

所述稳频激光器需满足：

假设马赫-曾德尔光纤干涉仪臂长差为L，L的单位为m、光纤稳相传输设备校准装置允许测量误差D，D的单位为fs，稳频激光器的激光频率为f，光纤纤芯折射率为n，c为真空光速，则稳频激光器的频率稳定性天稳指标为：

。

假设1×2光纤耦合器至第一波分复用器WDM-1的光纤长度为L1、第一波分复用器WDM-1至第一法拉第磁旋转反射镜FRM-1的光纤长度为L2、第二波分复用器WDM-2至3×3光纤耦合器的光纤长度为L3，第二波分复用器WDM-2至第二法拉第磁旋转反射镜FRM-2的光纤长度为L4、1×2光纤耦合器的3端口至3×3光纤耦合器2端口的干涉仪参考臂光纤长度为L5，L1～L5所用光纤需工作在同一温度环境下，且满足以下关系：

L5=（L1-L2）+（L3-L4）。