[发明专利]一种光纤偏振态的可视化动态检测方法及装置

摘要

本发明涉及一种光纤偏振态的可视化动态检测方法及装置。采用涡旋玻片或角向偏振片生成矢量偏振光场，利用矢量偏振光场和数字图像处理技术实现光纤偏振态的可视化动态检测。相对于传统的光纤偏振态检测方案，本发明提供的技术方案可实时动态显示并检测光纤中传输光波的偏振态，对光源波长和功率变化的敏感性低，特别适合于具有较大工作波长范围的光电系统中光波偏振态的检测，检测精度高、速度快，检测结果直观、可动态显示，且系统结构简单、使用方便、无任何机械运动部件。

主权项

一种光纤偏振态的可视化动态检测装置，包括：光纤偏振态发生及控制单元、偏振态可视化单元、偏振图像采集及计算单元，其特征在于，光纤偏振态发生及控制单元产生并输出不同偏振态的待测光波；偏振态可视化单元将入射偏振光转换为光强呈楔形亮暗分布的偏振图像；偏振图像采集及计算单元将偏振图像采集进计算机并经专业软件分析解算，得到待测线偏振光的方向和偏振度；所述光纤偏振态发生及控制单元包括；光源、光纤起偏器、偏振控制器、待测光纤、光纤准直器，所述光纤起偏器将光源发出的光转换为线偏振光，所述偏振控制器用于改变线偏振光的方向，所述待测光纤用于传输待测线偏振光并敏感外界参量变化，所述光纤准直器将入射偏振光扩束后准直输出，便于后续偏振态可视化单元的计算及分析；所述偏振态可视化单元包括：毛玻璃散射片、涡旋玻片、检偏器，所述毛玻璃散射片将上述光纤准直器输出的偏振光波散射成光强分布均匀的弥散光斑，所述涡旋玻片为零级涡旋半玻片，在整个通光孔径上具有恒定的半波相位延迟，但其快轴在整个玻片上沿角向方向连续旋转，它将入射线偏振光转换为偏振方向连续变化的径向矢量偏振光；所述检偏器为高消光比偏振片，其偏振方向与涡旋玻片的零度快轴方向保持一致，它将前述径向偏振光转换为光强呈楔形亮暗分布的偏振图像，两楔形暗区中心所在的方向即为线偏振光电矢量的振动方向，所述偏振图像采集及计算单元包括：成像光学系统、红外相机、计算机，所述成像光学系统将上述偏振图像成像在所述红外相机的焦平面上，所述红外相机将光学偏振图像转化为数字图像后采集进所述计算机，所述计算机运行相应的图像处理软件，计算得到入射偏振光的偏振方向和偏振度。