[发明专利]一种基于干涉法的光纤Verdet常数测量系统

摘要

本发明公开了一种基于干涉法的光纤Verdet常数测量系统，包括ASE光源、单模光纤耦合器、Y波导集成光学调制器、1/4波片、法拉第旋转反射镜、螺线管、正弦交流驱动电路、匹配液、探测器、信息处理模块、计算机、被测光纤；ASE光源、单模光纤耦合器、Y波导集成光学器件、被测光纤、法拉第旋转反射镜之间依次通过光纤连接，Y波导集成光学器件和被测光纤之间设有1/4波片；信号处理部分包括反馈伺服电路、FPGA模块、相位调制驱动电路；本发明的系统为全光纤结构，搭建简单方便；本发明使用法拉第旋转反射镜，可以消除光纤线性双折射对测量的影响，提高测量精度；本发明能够测量多种光纤的Verdet常数。

主权项

1.一种基于干涉法的光纤Verdet常数测量系统，包括ASE光源、单模光纤耦合器、Y波导集成光学调制器、1/4波片、法拉第旋转反射镜、螺线管、正弦交流驱动电路、匹配液、探测器、信息处理模块、计算机、被测光纤；ASE光源、单模光纤耦合器、Y波导集成光学器件、被测光纤、法拉第旋转反射镜之间依次通过光纤连接，Y波导集成光学器件和被测光纤之间设有1/4波片；ASE光源发出光，输入至单模光纤耦合器，单模光纤耦合器的第一端口连接Y波导集成光学器件，第二端口连接匹配液，光经单模光纤耦合器第一端口传输给Y波导集成光学器件，Y波导集成光学调制器将光起偏为线偏光；线偏振光由Y波导集成光学调制器的两个端口分为两路，两路线偏光分别通过两个1/4波片，转换成旋向相同的圆偏振光，圆偏振光分别通过两个被测光纤输出至两个法拉第旋转反射镜；其中一个被测光纤位于螺线管铁芯的中心孔内，设为下光路，另外一个被测光纤为上光路；螺线管的驱动模块为正弦交流驱动电路提供驱动信号，控制正弦交流驱动电路为螺线管提供电源，使螺线管包围的被测光纤处产生磁场；上光路中，圆偏振光经过被测光纤，被法拉第旋转反射镜反射，偏振面旋转2β=π/2，β为法拉第旋转角，旋向改变，沿原路返回，再次经过λ/4波片重新转换成线偏振光返回Y波导集成光学调制器的起偏部分；下光路中，圆偏振光经过螺线管内部磁场，与上光路光束形成相位差，经过法拉第旋转反射镜后，沿原路返回，再次经过螺线管内部磁场后，经过λ/4波片重新转换成线偏振光返回Y波导集成光学调制器的起偏部分，下光路返回的线偏振光与上光路返回的线偏振光发生干涉；信号处理部分包括反馈伺服电路、FPGA模块、相位调制驱动电路；FPGA模块产生方波控制信号，经放大后传输给相位调制驱动电路，相位调制驱动电路使Y波导集成光学调制器的相位调制部分产生相应的相位调制，使两束发生干涉的光波产生一个稳定的偏置；Y波导集成光学调制器中发生干涉的光信号，输出至单模光纤耦合器，探测器检测到达单模光纤耦合器的光信号，生成干涉信号，输出至FPGA模块，FPGA模块产生控制信号，将控制信号传输给反馈伺服电路，反馈伺服电路产生反馈相移Φ_f给相位调制驱动电路，相位调制驱动电路使Y波导集成光学调制器的相位调制部分产生相应的相位调制，使两束发生干涉的光波产生附加的反馈相位，其中Φ_f与在Y波导集成光学调制器起偏部分处干涉时的相位差Φ_F大小相等符号相反；信号处理部分将反馈伺服电路产生的反馈相移Φ_f传输给计算机，通过下述公式得到光纤的Verdet常数V：V=-φf2BL]]>其中：L为被测光纤长度、B为螺线管内电磁感应强度。