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专利号: 2014107772648
申请人: 哈尔滨工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于白光干涉绝对光程比较法的光纤预制棒折射率分布剖面测量装置,包括光纤Michelson干涉仪、精密三维位移平台和信号处理单元,具体由宽带白光光源及其驱动器(1)、3dB光纤耦合器(2)、光纤准直器(3)、反射式扫描镜(4)、带有准直器的探测光纤(5)、光探测器(6)、信号处理单元(7)、待测光纤预制棒(8)、精密三维位移平台(9)组成,其特征在于:3dB光纤耦合器(2)的a端和宽带白光光源及其驱动器(1)相连,b端和光纤准直器(3)相连,在光纤准直器(3)的出射端放置反射式扫描镜(4),光纤耦合器的c端和探测光纤(5)相连,光纤耦合器的d端和光探测器(6)的接收端相连,光探测器(6)的输出端和信号处理单元(7)相连,探测光纤(5)的另一端正对着待测光纤预制棒(8),待测光纤预制棒(8)被固定在精密三维位移平台(9)上,白光光源发出的宽谱光经由3dB光纤耦合器(2)分束后,一束光经由b端耦合到光纤准直器(3),照射到反射式扫描镜(4),在表面发生反射,反射光回到3dB光纤耦合器(2),另一束光经由c端耦合到探测光纤(5),照射到待测光纤预制棒(8)的第一个反射端面发生反射,反射光同样回到3dB光纤耦合器(2),两束反射光合束后,经由d端被光探测器(6)接收,信号处理单元(7)对信号进行处理后即可获得参考干涉信号,将反射式扫描镜(4)向远端移动直到反射光程与待测光纤预制棒(8)的后端反射信号所对应的光程完全相等时,获得测量干涉信号峰值的位置;

在测量过程中,由于近端反射信号与反射面的折射率分布无关,任意空间位置点的反射信号所对应的扫描镜位置都相同为P1(0),光纤预制棒置于三维位移平台上,首先,在光纤预制棒近端选定一点,该点的折射率记为ni(xi,yi),通过移动反射式扫描镜分别记录先后出现两个白光干涉图峰值时扫描镜的位置P值,近端记为P1(0),远端记为P2(xi,yi);在测量过程中,假定在光纤预制棒的各个横断面上折射率沿径向分布都是相同的,因而用于测量的长度为L0这段光纤预制棒前后两个端面所对应的点的折射率分布也是相同的;依据白光干涉条件,当两光程绝对相等时对应的恰好是干涉图的峰值极大值,这时就有P2(xi,yi)-P1(0)=ni(xi,yi)L0

在光纤预制棒横截面上选择包层所对应的点P(x0,y0),依据白光干涉条件,当两光程绝对相等时,类似的有

P2(x0,y0)-P1(0)=nclL0

上述两式相减得到预制棒横截面上任意一点的折射率为

ni(xi,yi)=ncl+[P2(xi,yi)-P2(x0,y0)]/L0

其中,P2(x0,y0)代表已知折射率的包层处预制棒远端反射信号干涉峰值所对应的反射扫描镜的位置,光纤预制棒长度为L0,光纤预制棒包层的折射率为ncl。

2.根据权利要求1所述的一种基于白光干涉绝对光程比较法的光纤预制棒折射率分布剖面测量装置,其特征是:所述的宽带白光光源是ASE光源或者SLD光源或者LED光源。