[发明专利]高偏振消光比的光学谐振腔

说明书

技术领域

本发明涉及光学谐振腔，尤其涉及一种高偏振消光比的光学谐振腔。

背景技术

光纤环形谐振腔是谐振式光纤陀螺(Resonator Fiber Optic Gyro，RFOG)的核心敏感部件，将一个2×2光纤耦合器的其中一个输出端，反馈连接到其中一个输入端，就构成了一个最基本的反射式谐振腔结构；透射式谐振腔结构则由2个2×2光纤耦合器构成。在谐振式光纤陀螺应用中，要求光纤环形谐振腔具有低损耗、高清晰度、以及高偏振消光比特性。在光纤谐振腔中，除了特殊情况外，存在两个本征偏振态(Eigenstate of polarization，ESOP)。通常情况下，一个ESOP与另一个ESOP是正交的。由于环境因素的影响，ESOP的形态是变化的，并且彼此独立运动，这样就在陀螺的输出中产生噪声。偏振波动噪声是谐振式光纤陀螺系统中重要的光学噪声源之一。为克服偏振波动噪声影响，研究谐振式光学陀螺的学者，多采用保偏光纤技术研制谐振腔，克服单模光纤的偏振不稳定性。然而采用保偏光纤研制谐振腔，其双折射率差受温度影响更严重，导致其本征偏振态随环境波动也比较严重。

保偏光纤的双折射率随温度变化时，会导致光纤谐振腔的两个ESOPs各自所对应的谐振光波发生叠加与干涉效应，引起谐振曲线的不对称性和ESOPs之间的干涉，导致谐振频率点的检测误差，进而引起陀螺的输出误差，这就是偏振波动噪声的主要因素。为了克服光纤谐振腔的偏振波动噪声，学者们提出腔内偏振轴旋转90度一次熔接、偏振轴旋转90度2次熔接的反射式/透射式谐振腔结构。

光纤谐振腔内采用一次偏振轴旋转90度熔接技术，通过控制熔接点位置，理论上当熔接点位置位于光纤谐振腔内正中间位置时候，谐振腔内两个偏振态完全相同，能够保持两个ESOP是的相对稳定，然而，任何熔接点位置偏差都会引起两个偏振态的幅度波动，特别是可能引入较大的次生Kerr效应。光纤谐振腔中的两次偏振轴旋转90度熔接技术，和0度熔接光纤谐振腔技术相比，温度稳定性可以提高L/(ΔL)倍。L是光纤谐振腔总长，一般在10米量级，ΔL是熔接点前后位置差，一般熔接技术可以控制在厘米量级，因此，温度稳定性至少可以提高2-3个数量级。但是无法在全温范围内抑制偏振噪声。限制了光纤陀螺的实际应用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种高偏振消光比的光学谐振腔。

高偏振消光比的光学谐振腔包括第一PM光纤耦合器、第一90度熔接点；第一光纤耦合器包括第一PM光纤尾纤、第二PM光纤尾纤、第三PM光纤尾纤、第四PM光纤尾纤；第一倾斜式光刻光栅刻蚀在第一PM光纤尾纤上；由第一PM光纤尾纤、第一90度熔接点、第二PM光纤尾纤组成光纤环路。

高偏振消光比的光学谐振腔包括第二光纤耦合器、第二90度熔接点、PM保偏光纤、第三90度熔接点；第二光纤耦合器包括了第五PM光纤尾纤为、第六PM光纤尾纤、第七PM光纤尾纤、第八PM光纤尾纤；第二倾斜式光刻光栅刻蚀在第一PM保偏光纤上，第三倾斜式光刻光栅刻蚀在第八PM光纤尾纤上；由第七PM光纤尾纤、第二90度熔接点、PM保偏光纤、第三90度熔接点、第八PM光纤尾纤组成光纤环路。

高偏振消光比的光学谐振腔包括第三光纤耦合器、第四90度熔接点、第四光纤耦合器、第五90度熔接点；第三光纤耦合器包括第九PM光纤尾纤、第十PM光纤尾纤、第十一PM光纤尾纤、第十二PM光纤尾纤；第四光纤耦合器包括第十三PM光纤尾纤、第十四PM光纤尾纤、第十五光纤尾纤、第十六光纤尾纤；第四倾斜式光刻光栅刻蚀在第十三PM光纤尾纤上；由第五倾斜式光刻光栅刻蚀在第十四PM光纤尾纤；由第十一PM光纤尾纤、第四90度熔接点、第四光纤耦合器、第四90度熔接点组成光纤环路。

高偏振消光比的光学谐振腔包括第六光纤耦合器、第六90度熔接点、第七光纤耦合器、第一0度熔接点；第六光纤耦合器包括第十七光纤尾纤、第十八光纤尾纤、第十九光纤尾纤，第二十光纤尾纤；第七光纤耦合器包括第二十一光纤尾纤、第二十二光纤尾纤、第二十三光纤尾纤、第二十四光纤尾纤；第六倾斜式光刻光栅刻蚀在第二十一光纤尾纤上；第七倾斜式光刻光栅刻蚀在第二十二光纤尾纤；由第十九光纤尾纤、第六90度熔接点、第七光纤耦合器、第一0度熔接点组成光纤环路。

本发明与现有技术相比具有的有益效果：