一種寬帶光源的色散補償方法技術

一種寬帶光源的色散補償方法。采用寬帶光源構建基于邁克爾遜干涉儀的保偏光纖偏振耦合測試系統，由邁克爾遜干涉儀補償保偏光纖中激發模與耦合模間的光程差，探測器采集干涉信號，具體包括：將探測器采集到的原始數據通過窗函數截取，取出激發模與激發模干涉數據Imain和激發模與耦合模干涉數據Icouping；分別對Imain和Icoupling做希爾伯特變換和高斯擬合，得到干涉信號的包絡main和coupling，并由二者在1/e處寬度的比值η得到光纖的雙折射色散系數ΔD，求得色散補償所需的相位因子然后將其與帶有色散信息的非線性頻譜函數相乘，消除引起干涉信號包絡展寬的非線性相位項；最后對得到的線性頻譜函數做傅里葉反變換即得到色散補償后的干涉信號Icomp。

【技術實現步驟摘要】

【技術保護點】
１．一種寬帶光源的色散補償方法，采用寬帶光源構建基于邁克爾遜干涉儀的保偏光纖偏振耦合測試系統，由光源出射的光沿光纖某一特征軸耦合進保偏光纖形成激發模，當光纖某點受到力的作用時，激發模將有部分能量耦合到光纖另一特征軸形成耦合模；通過邁克爾遜干涉儀補償激發模與耦合模間的光程差，并由探測器探測干涉信號，其特征在于所述的補償方法包括：第１、將探測器采集到的原始數據通過矩形窗函數截取激發模與激發模的干涉數據Ｉｍａｉｎ以及激發模與耦合模的干涉數據Ｉｃｏｕｐｌｉｎｇ；第２、分別對第１步截取的Ｉｍａｉｎ和Ｉｃｏｕｐｌｉｎｇ做希爾伯特變換并進行高斯擬合，得到干涉信號的包絡（Ｉ）ｍａｉｎ和（Ｉ）ｃｏｕｐｌｉｎｇ在１／ｅ處寬度的比值η，測得光纖的雙折射色散系數ΔＤ，其中，ｃ為真空中光速，Δλ和λ０分別為光源光譜的譜寬和中心波長，Ｌ為光纖耦合點距光纖出射端的距離。因為當存在雙折射色散時，干涉包絡在１／ｅ處寬度將以（ｍａｔｈ）??（ｍｓｑｒｔ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（ｍｉ）＆ｐｉ；ｃ＆Ｄｅｌｔａ；Ｄ（／ｍｉ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）＆Ｄｅｌｔａ；＆ｌａｍｂｄａ；（／ｍｉ）?（ｍｏ）／（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｌａｍｂｄａ；（／ｍｉ）?（ｍｎ）０（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（ｍｉ）Ｌ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（／ｍｓｑｒｔ）?（／ｍａｔｈ）速率展寬；第３、由光纖的雙折射色散系數ΔＤ得到色散相位補償因子其中，ω為光波頻率，ω０為光波的中心頻率。第４、將第３步得到的色散相位補償因子和第１步截取的激發模與耦合模干涉數據Ｉｃｏｕｐｌｉｎｇ的頻譜函數相乘即可消去Ｉｃｏｕｐｌｉｎｇ的相位ΔΦ（ω）中引起干涉信號包絡展寬的非線性相位項，得到線性頻譜信號；其中，（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）＆Ｄｅｌｔａ；＆Ｐｈｉ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）＆ｏｍｅｇａ；（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｉ）＆Ｄｅｌｔａ；＆ｂｅｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）＆ｏｍｅｇａ；（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＆ＣｅｎｔｅｒＤｏｔ；（／ｍｏ）?（ｍｉ）Ｌ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｏｍｅｇａ；（／ｍｉ）?（ｍｎ）０（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｃ（／ｍｉ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｉ）＆Ｄｅｌｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｎ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｂ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）＆ｏｍｅｇａ；（／ｍｉ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｏｍｅｇａ；（／ｍｉ）?（ｍｎ）０（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｃ（／ｍｉ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｉ）＆Ｄｅｌｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｎ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｂ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）＆ｏｍｅｇａ；（／ｍｉ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｏｍｅｇａ；（／ｍｉ）?（ｍｎ）０（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｉ）＆ｏｍｅｇａ；（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｉ）＆ｐｉ；ｃ＆Ｄｅｌｔａ；Ｄ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＆ＣｅｎｔｅｒＤｏｔ；（／ｍｏ）?（ｍｉ）Ｌ（／ｍｉ）?（ｍｏ），（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）式中，Δβ（ω）為保偏光纖快慢軸的傳播常數差，Δｎｂ為位相雙折射，ΔＮｂ為群雙折射，ΔΦ（ω）中第三項關于ω的非線性項即為引起干涉包絡展寬的色散相位項。第５、最后對第４步中得到的線性頻譜信號做傅里葉反變換即得到色散補償后的干涉信號Ｉｃｏｍｐ。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張紅霞，任亞光，賈大功，劉鐵根，張以謨，
申請(專利權)人：天津大學，
類型：發明
國別省市：12