[发明专利]一种宽带光源的色散补偿方法

摘要

一种宽带光源的色散补偿方法。采用宽带光源构建基于迈克尔逊干涉仪的保偏光纤偏振耦合测试系统，由迈克尔逊干涉仪补偿保偏光纤中激发模与耦合模间的光程差，探测器采集干涉信号，具体包括：将探测器采集到的原始数据通过窗函数截取，取出激发模与激发模干涉数据I_main和激发模与耦合模干涉数据I_couping；分别对I_main和I_coupling做希尔伯特变换和高斯拟合，得到干涉信号的包络<I>_main和<I>_coupling，并由二者在1/e处宽度的比值η得到光纤的双折射色散系数ΔD，求得色散补偿所需的相位因子然后将其与带有色散信息的非线性频谱函数相乘，消除引起干涉信号包络展宽的非线性相位项；最后对得到的线性频谱函数做傅里叶反变换即得到色散补偿后的干涉信号I_comp。

主权项

1.一种宽带光源的色散补偿方法，采用宽带光源构建基于迈克尔逊干涉仪的保偏光纤偏振耦合测试系统，由光源出射的光沿光纤某一特征轴耦合进保偏光纤形成激发模，当光纤某点受到力的作用时，激发模将有部分能量耦合到光纤另一特征轴形成耦合模；通过迈克尔逊干涉仪补偿激发模与耦合模间的光程差，并由探测器探测干涉信号，其特征在于所述的补偿方法包括：第1、将探测器采集到的原始数据通过矩形窗函数截取激发模与激发模的干涉数据I_main以及激发模与耦合模的干涉数据I_coupling；第2、分别对第1步截取的I_main和I_coupling做希尔伯特变换并进行高斯拟合，得到干涉信号的包络<I>_main和<I>_coupling在1/e处宽度的比值η，测得光纤的双折射色散系数ΔD，其中，c为真空中光速，Δλ和λ₀分别为光源光谱的谱宽和中心波长，L为光纤耦合点距光纤出射端的距离。因为当存在双折射色散时，干涉包络在1/e处宽度将以1+(2πcΔD(Δλ/λ0)2L)2]]>速率展宽；第3、由光纤的双折射色散系数ΔD得到色散相位补偿因子其中，ω为光波频率，ω₀为光波的中心频率。第4、将第3步得到的色散相位补偿因子和第1步截取的激发模与耦合模干涉数据I_coupling的频谱函数相乘即可消去I_coupling的相位ΔΦ(ω)中引起干涉信号包络展宽的非线性相位项，得到线性频谱信号；其中，ΔΦ(ω)=Δβ(ω)·L=(ω0cΔnb+(ω-ω0)cΔNb+(ω-ω0)2ω2πcΔD)·L,]]>式中，Δβ(ω)为保偏光纤快慢轴的传播常数差，Δn_b为位相双折射，ΔN_b为群双折射，ΔΦ(ω)中第三项关于ω的非线性项即为引起干涉包络展宽的色散相位项。第5、最后对第4步中得到的线性频谱信号做傅里叶反变换即得到色散补偿后的干涉信号I_comp。