一種y波導的雙通道光學性能雙向多對軸角度自動測試裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型設(shè)計屬于光學器件測量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及到一種Y波導的雙通道光學性能雙向多對軸角度自動測試裝置。包括高偏振穩(wěn)定度寬譜光源、光信號換軸機構(gòu)、光信號通道方向切換機構(gòu)、待測集成波導調(diào)制器即Y波導、光程解調(diào)裝置、偏振串音檢測與記錄裝置，光信號換軸機構(gòu)具有第一輸入端尾纖、第二輸入端尾纖，第三輸出端尾纖、第四輸出端尾纖分別與高偏振穩(wěn)定度寬譜光源、光程解調(diào)裝置、光信號通道方向切換機構(gòu)的第一輸入端、第二輸入端連接。使用計算機控制裝置的換軸、換向、換通道功能，可以對待測波導器件實現(xiàn)多對軸角度、雙向、雙通道的測試。其測試結(jié)果更加詳細、全面和精確。
【專利說明】一種Y波導的雙通道光學性能雙向多對軸角度自動測試裝 CP3

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型設(shè)計屬于光學器件測量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及到一種Y波導的雙通道光 學性能雙向多對軸角度自動測試裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 多功能集成光學器件俗稱"Y波導"，一般采用鈮酸鋰材料作為基底，它將單模光波 導、光分束器、光調(diào)制器和光學偏振器進行了高度集成，是組成干涉型光纖陀螺（F0G)和光 纖電流互感器的核心器件，決定著光纖傳感系統(tǒng)的測量精度、穩(wěn)定性、體積和成本。
[0003] 決定Y波導器件性能的好壞的參數(shù)主要有這么幾個：波導芯片的消光比、波導尾 纖串音、輸出通道的光程差等等。Y波導的芯片消光比，決定著這些基于Y波導的光纖傳感 系統(tǒng)如光纖陀螺等設(shè)備儀器的測量精度，例如高精度精密級光纖陀螺中使用的Y波導的芯 片消光比要求達到80dB以上。因此，對Y波導的光學性能進行定量、全面且準確的測量是 研制高性能精密光學傳感系統(tǒng)的迫切需求。
[0004] 20世紀90年代初，法國Herve Lefevre等人（US 4893931)首次公開了基于白光 干涉原理的0CDP系統(tǒng)，其采用超輻射發(fā)光二極管（SLD)和空間干涉光路測量結(jié)構(gòu)。法國 Photonetics公司根據(jù)此專利研制了 WIN-P 125和WIN-P 400兩種型號0⑶P測試系統(tǒng)，主 要用于較短（500m)和較長（1600m)保偏光纖的偏振特性分析。2002年美國Fibersense Technology Corporation公司的Alfred Healy等人公開一種集成波導芯片的輸入/輸 出光纖的耦合方法（US6870628)，將白光干涉測量方法實現(xiàn)了波導芯片輸入/輸出光纖的 耦合串音的測量；2004年北京航空航天大學的伊小素、肖文等人公開了一種光纖陀螺用 集成光學調(diào)制器在線測試方法及其測試裝置（CN 200410003424. X)，可以實現(xiàn)器件的損 耗、分光比等光學參數(shù)的測量；2007年北京航空航天大學的伊小素、徐小斌等人公開了一 種Y波導芯片與保偏光纖在線對軸裝置及其在線對軸方法（CN 200710064176. 3)，利用 干涉光譜法同樣實現(xiàn)了波導芯片與波導輸入/輸出光纖串音的測量。2012年，本研究組 提出了基于全光纖光路的偏振串音測量測試裝置（CN201210379406.6)及其提高光學器 件偏振串音測量性能的方法（CN201210379407.0)，解決了高精度白光干涉測量的一些關(guān) 鍵技術(shù)問題，使偏振串音測量的靈敏度提高的_95dB以上，同時動態(tài)范圍能夠相應保持在 95dB，同時減小了測試系統(tǒng)的體積，增加了測量穩(wěn)定性。為高消光比Y波導器件的特性測 量奠定了基礎(chǔ)。2013年，本研究組提出了一種多功能鈮酸鋰集成器件的光學性能測量方法 (CN201310739315. 3)，系統(tǒng)而全面的實現(xiàn)了超大消光比測量范圍、高空間分辨率的集成波 導測量與定量的評價與分析。然而，上述的測試方法與裝置，均只能測試Y波導單通道的特 性，當對另一個通道測試時候，需要重新連接裝置。這樣測試的一致性無法得到很好的保 證。而且在測試的過程中，如果需對多對軸角度的光學特性進行測試，則需要手動旋轉(zhuǎn)對軸 角度，這樣便增加了測試時間，而且引入了更多人為操作所帶來的不確定性因素影響，降低 了測試精度與可靠度。
[0005] 本實用新型基于現(xiàn)有技術(shù)改進，其設(shè)計思路是：采用光信號換軸機構(gòu)與光信號通 道方向切換機構(gòu)組合，采用計算機輸出同步電信號對光開關(guān)進行切換，以實現(xiàn)集成波導器 件的雙通道雙向測量多對軸角度的自動測量。其裝置通過對波導芯片的傳輸軸和截止軸、 尾纖傳輸軸和截至軸之間的白光干涉信號幅度和光程位置的檢測，獲得關(guān)于待測波導芯片 不同通道關(guān)于中點對稱的測量結(jié)果，實現(xiàn)對波導器件芯片噪聲本底、消光、芯片線性雙折 射，波導輸入/輸出端尾纖的耦合串音、延長光纖焊點等多個光學參數(shù)的更精確測量。該裝 置一次連接好之后，便不需要再進行手動旋轉(zhuǎn)、焊接等操作，而是用計算機輸出電信號自動 控制光開關(guān)，全程光程掃描與換軸、換向、換通道功能都由計算機程序來自動控制實現(xiàn)，這 樣不僅僅縮短了測試時間，提高了測試效率，更是大大簡化了測試流程，將人為手動操作可 能引入的不確定性因素影響降至最低，極大程度的避免了人為因素的干預，使測試結(jié)果具 有更好的一致性，這也大大提高了測試系統(tǒng)的可靠性。這種自動測量的裝置與方法可廣泛 用于集成光學器件的定量評價與特性分析測量系統(tǒng)中。 實用新型內(nèi)容
[0006] 本實用新型的目的在于提供一種Y波導的雙通道光學性能雙向多對軸角度自動 測試裝置。
[0007] 本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的：
[0008] -種Y波導的雙通道光學性能雙向多對軸角度自動測試裝置，包括高偏振穩(wěn)定度 寬譜光源、光信號換軸機構(gòu)、光信號通道方向切換機構(gòu)、待測集成波導調(diào)制器即Y波導、光 程解調(diào)裝置、偏振串音檢測與記錄裝置，光信號換軸機構(gòu)具有第一輸入端尾纖、第二輸入端 尾纖，第三輸出端尾纖、第四輸出端尾纖分別與高偏振穩(wěn)定度寬譜光源、光程解調(diào)裝置、光 信號通道方向切換機構(gòu)的第一輸入端、第二輸入端連接；
[0009] 光信號通道方向切換機構(gòu)的第一輸入端尾纖、第二輸入端尾纖、第一輸出端尾纖、 第二輸出端尾纖、第三輸出端尾纖分別與光信號通道方向切換機構(gòu)的第一輸入端、第二輸 入端、待測Y波導的輸入端和第一輸出端、第二輸出端連接。
[0010] 光信號換軸機構(gòu)由4個1X2保偏光開關(guān)相互連接，其中第一 1X2保偏光開關(guān)的 常連端尾纖和第三1X2保偏光開關(guān)的常連端尾纖相互連接，其對軸角度為0°?0° ;且第 一 1 X 2保偏光開關(guān)的動作端尾纖和第四1 X 2保偏光開關(guān)的動作端S3尾纖相互連接，其焊 點對軸角度為〇°?45° ;第二1X2保偏光開關(guān)的常連端尾纖和第四1X2保偏光開關(guān)的 常連端尾纖相互連接，其焊點對軸角度為0°?0° ;第二1X2保偏光開關(guān)的動作端和第四 1X2保偏光開關(guān)的動作端也相互連接，其焊點對軸角度為0°?45° ;
[0011] 光信號換軸機構(gòu)的所有1X2保偏光開關(guān)在同步信號的作用下動作，從常連端同 步切換到動作端。
[0012] 光信號通道方向切換機構(gòu)，由光信號正反向切換機構(gòu)和光信號雙通道切換機構(gòu)連 接構(gòu)成；光信號正反向切換機構(gòu)具有四個輸入/輸出端，第一輸出端的保偏尾纖與Y波導輸 入通道的保偏尾纖連接，其焊點對軸角度為0°?0° ;第二輸出端輸出尾纖與光信號雙通 道切換機構(gòu)輸入端保偏尾纖連接，其焊點對軸角度為0°?0° ;第一輸入端、第二輸入端的 保偏尾纖分別與光信號換軸機構(gòu)的保偏光開關(guān)和保偏光開關(guān)的輸入端保偏尾纖連接，其焊 點對軸角度為〇°?〇° ;光信號雙通道切換機構(gòu)的和動作端和常連端保偏尾纖分別與待測 Y波導第一、二輸出通道的保偏尾纖連接，其焊點對軸角度為0°?0°。
[0013] 光信號通道方向切換機構(gòu)的光信號正反向切換機構(gòu)米用一個2X2保偏光開關(guān)實 現(xiàn)；保偏光開關(guān)的狀態(tài)A與狀態(tài)B通過電信號實現(xiàn)狀態(tài)的切換，當2 X 2保偏光開關(guān)處狀態(tài)A 時候，輸入端與輸出端內(nèi)部連接，輸入端與輸出端內(nèi)部連接；當2X 2保偏光開關(guān)處于狀態(tài)B 時候，其輸入端與輸出端內(nèi)部連接，輸入端與輸出端內(nèi)部連接；通過控制狀態(tài)A和狀態(tài)B的 切換，測試裝置可以分別完成對待測Y波導的輸出通道進行正向和反向測試的切換。
[0014] 光信號通道方向切換機構(gòu)的光信號正反向切換機構(gòu)也可以米用4個1X2保偏光 開關(guān)交叉相連實現(xiàn)；1X2保偏光開關(guān)的常連端和1X2保偏光開關(guān)的常連端連接，1X2保 偏光開關(guān)的常連端和1 X 2保偏光開關(guān)的常連端連接；1 X 2保偏光開關(guān)的動作端和1 X 2保 偏光開關(guān)的動作端連接，1 X 2保偏光開關(guān)的動作端和1 X 2保偏光開關(guān)的動作端連接；四個 1X2保偏光開關(guān)之間連接的所有焊點對軸角度均為0°?0°。
[0015] 光信號通道方向切換機構(gòu)的光信號雙通道切換機構(gòu)米用一個1X2保偏光開關(guān)實 現(xiàn)，輸入端的輸入尾纖與光信號正反向切換機構(gòu)的輸出端的輸出尾纖相連，焊點對軸角度 為0°?0° ;動作端和常連端的輸出尾纖分別與待測Y波導的輸出端的輸出尾纖連接，焊 點對軸角度均為〇°?〇° ;光信號雙通道切換機構(gòu)在電信號作用下實現(xiàn)常連端與動作端的 切換，分別實現(xiàn)對Y波導的第一、第二輸出通道的切換。
[0016] 光信號換軸機構(gòu)的與高偏振穩(wěn)定度寬譜光源連接，起偏器的保偏尾纖連接光信號 可換軸機構(gòu)中1X2保偏光開關(guān)的輸入端的輸入保偏尾纖，連接焊點的對軸角度為0°? 0° ;光信號換軸機構(gòu)中1X2保偏光開關(guān)的輸出端輸出尾纖和光信號切換機構(gòu)的輸入端尾 纖連接，連接焊點的對軸角度為0°?0° ;1X2保偏光開關(guān)的輸出端輸出尾纖和光信號通 道方向切換機構(gòu)的輸入端尾纖連接，連接焊點的對軸角度為0°?0° ;光信號換軸機構(gòu)中 的1X2保偏光開關(guān)的輸出端的輸出尾纖與光程解調(diào)裝置的檢偏器輸入保偏尾纖連接，對 軸角度為〇°?〇° ;光信號正反向切換機構(gòu)輸出端輸出尾纖與待測Y波導的輸入通道的輸 入尾纖連接，對軸角度為0°?0° ;光信號雙通道切換機構(gòu)的動作端與常連端分別連接待 測Y波導的第一、二輸出通道，其焊點對軸角度均為0°?0°。
[0017] Y波導的雙通道光學性能雙向多對軸角度測試裝置，當已知儀器噪聲本底，非器件 首次測量時候，可以將裝置簡化，去掉光信號可換軸機構(gòu)；此時則有光信號通道方向切換機 構(gòu)輸入端直接連接高偏振穩(wěn)定度寬譜光源，起偏器的輸出尾纖與光信號通道方向切換機構(gòu) 輸入尾纖的連接焊點對軸角度為0°?45° ;光信號通道方向切換機構(gòu)輸出端P2直接與光 程解調(diào)裝置連接，輸出尾纖與光程解調(diào)裝置檢偏器的輸入尾纖對軸角度為45°?0° ;裝置 中其他部分的連接方式均不改變。
[0018] 本實用新型的有益效果：
[0019] (1)使用計算機控制裝置的換軸、換向、換通道功能，可以對待測波導器件實現(xiàn)多 對軸角度、雙向、雙通道的測試。其測試結(jié)果更加詳細、全面和精確。
[0020] ⑵待測器件連接好之后，全程測試流程由計算機自動控制切換，實現(xiàn)了測試裝置 與過程的自動化程度，減少了手動操作可能引入的誤差和其他不確定性因素的影響，最大 程度的避免了人為因素的干擾。這樣也大大提高了測試速度，提高了效率，
[0021] (3)測試裝置采用全光器件，搭建簡單易行，測試過程全程都是計算機控制而不需 要手動操作，這樣便可以將裝置高度集成，很適合儀器化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1是基于白光干涉原理的光學相干域偏振測試系統(tǒng)（0CDP)測試Y波導的測試 裝置原理圖。
[0023] 圖2是基于白光干涉原理的光學相干域偏振測試系統(tǒng)（0⑶P)測試Y波導雙通道 雙向多對軸角度測量的測試裝置原理圖。
[0024] 圖3是光信號正反向切換機構(gòu)由2X2光保偏光開關(guān)構(gòu)成時候，其處于狀態(tài)A和狀 態(tài)B時候內(nèi)部連接通道示意圖。
[0025] 圖4是光信號正反向切換機構(gòu)由多個1X2保偏光開關(guān)構(gòu)成時候，其互相連接原理 圖。
[0026] 圖5是已知待測器件噪聲本底數(shù)據(jù)時候?qū)ρb置簡化，去掉光信號可換軸機構(gòu)，且 光信號切換機構(gòu)中采用2X2保偏光開關(guān)的裝置示意圖。

【具體實施方式】
[0027] 為清楚地說明本實用新型集成波導調(diào)制器（Y波導）的雙通道雙向光學性能測量 裝置與方法，結(jié)合實施例和附圖對本實用新型作進一步說明，但不應以此限制本實用新型 的保護范圍。
[0028] 本實用新型的目的在于提供一種Y波導器件雙通道光學性能的雙向多對軸角度 自動測試裝置，通過計算機控制光信號的換軸、換向、換通道，用白光干涉測量的方法實現(xiàn) 了 Y波導兩個通道波導芯片消光比、線性雙折射、插入損耗、尾纖串音等光學參量的正向和 反向光學性能測試，提高了測試效率與測量精度。
[0029] 本實用新型提出了一種Y波導的雙通道光學性能雙向多對軸角度自動測試裝置， 包括高偏振穩(wěn)定度寬譜光源1、光信號換軸機構(gòu)2、光信號通道方向切換機構(gòu)3、待測集成波 導調(diào)制器（Y波導）4、光程解調(diào)裝置5、偏振串音檢測與記錄裝置6,其特征是：
[0030] 1)光信號換軸機構(gòu)2具有四個輸入/輸出端尾纖221、231、241、251，分別與高偏 振穩(wěn)定度寬譜光源1、光程解調(diào)裝置5、光信號通道方向切換機構(gòu)3的兩個輸入/輸出端P1、 P2連接；
[0031] 2)光信號通道方向切換機構(gòu)3的五個輸入/輸出端尾纖311、312、313、322、323分 別與光信號通道方向切換機構(gòu)3的兩個輸入/輸出端P1和P2、待測Y波導4的輸入端4A 和第一、二輸出端4B、4C連接；
[0032] 3)偏振串音檢測與記錄裝置6的控制計算機61利用內(nèi)置的Y波導器件4的雙通 道雙向多對軸角度偏振串音識別與處理算法，通過對測試裝置的換軸、換向和換通道自動 控制切換，實現(xiàn)對光程解調(diào)裝置5輸出的白光干涉信號的全程測試流程自動測試、記錄和 處理。最終可以全面獲得Y波導4的第一、二輸出通道4B、4C的正向和反向的光學性能，實 現(xiàn)更精確、全面且簡便的Y波導器件兩個輸出通道的波導芯片消光比、線性雙折射、插入損 耗、尾纖串音等參數(shù)測試；
[0033] 所述的光信號換軸機構(gòu)2,其特征是：
[0034] 1)由4個1X2保偏光開關(guān)22、23、24、25相互連接，其中1X2保偏光開關(guān)22的 常連端s2尾纖222和1 X 2保偏光開關(guān)24的常連端s2尾纖242相互連接，其對軸角度為 0°?0° ;且1X2保偏光開關(guān)22的動作端S3尾纖223和1X2保偏光開關(guān)24的動作端S3 尾纖243相互連接，其焊點對軸角度為0°?45° ;1X2保偏光開關(guān)23的常連端s2尾纖 232和1X2保偏光開關(guān)25的常連端s2尾纖252相互連接，其焊點對軸角度為0°?0° ; 1 X 2保偏光開關(guān)23的動作端s3和1 X 2保偏光開關(guān)25的動作端s3也相互連接，其焊點對 軸角度為〇°?45° ;
[0035] 2)光信號換軸機構(gòu)2的所有1X2保偏光開關(guān)22、23、24、25在同步信號的作用下 動作，可以從常連端s2同步切換到動作端s3,完成光信號換軸操作；
[0036] 所述的光信號通道方向切換機構(gòu)3,其特征是：
[0037] 1)光信號通道方向切換機構(gòu)3由光信號正反向切換機構(gòu)31和光信號雙通道切換 機構(gòu)32連接構(gòu)成；
[0038] 2)光信號正反向切換機構(gòu)31具有四個輸入/輸出端PI、P2、P3、P4,信號輸入/ 輸出端P3的保偏尾纖313與Y波導4輸入通道4A的保偏尾纖41連接，其焊點對軸角度為 0°?0° ;信號輸入/輸出端P4輸出尾纖314與光信號雙通道切換機構(gòu)32輸入端si保 偏尾纖321連接，其焊點對軸角度為0°?0° ;輸入/輸出端P1、P2保偏尾纖311、312分 別光信號換軸機構(gòu)2的保偏光開關(guān)24和保偏光開關(guān)25的輸入端si保偏尾纖241、251連 接，其焊點對軸角度為0°?0° ;
[0039] 3)光信號雙通道切換機構(gòu)32的和動作端s3和常連端s2保偏尾纖323、322分別 與待測Y波導4第一、二輸出通道4B、4C的保偏尾纖42、43連接，其焊點對軸角度為0°? 〇° ；
[0040] 所述的光信號通道方向切換機構(gòu)3,其特征是：
[0041] 1)其光信號正反向切換機構(gòu)31可以采用一個2X2保偏光開關(guān)實現(xiàn)；
[0042] 2)保偏光開關(guān)的狀態(tài)A與狀態(tài)B通過電信號實現(xiàn)狀態(tài)的切換，當2X2保偏光開 關(guān)處狀態(tài)A時候，其輸入端P1與輸出端P3內(nèi)部連接，輸入端P2與輸出端P4內(nèi)部連接；當 2X2保偏光開關(guān)處于狀態(tài)B時候，其輸入端P1與輸出端P4內(nèi)部連接，輸入端P2與輸出端 P3內(nèi)部連接；通過控制狀態(tài)A和狀態(tài)B的切換，測試裝置可以分別完成對待測Y波導4的 輸出通道進行正向和反向測試的切換；
[0043] 所述的光信號通道方向切換機構(gòu)3,其特征是：
[0044] 其光信號正反向切換機構(gòu)31也可以采用4個1X2保偏光開關(guān)315、316、317、318 交叉相連來實現(xiàn)；
[0045] 其連接方法如下：1X2保偏光開關(guān)315的常連端s2和1X2保偏光開關(guān)317的常 連端s2連接，1 X 2保偏光開關(guān)316的常連端s2和1 X 2保偏光開關(guān)318的常連端s2連接； 1 X 2保偏光開關(guān)315的動作端s3和1 X 2保偏光開關(guān)318的動作端s3連接，1 X 2保偏光 開關(guān)316的動作端s3和1 X 2保偏光開關(guān)317的動作端s3連接。四個1 X 2保偏光開關(guān)之 間連接的所有焊點對軸角度均為0°?0° ;
[0046] 其工作方式如下：在同步電信號的作用下，1X2保偏光開關(guān)315、316、317、318可 由常連端s2同步切換到動作端s3,完成對Y波導4第一、二輸出通道4B、4C正向和反向的 切換；
[0047] 所述的光信號通道方向切換機構(gòu)3,其特征是：
[0048] 其光信號雙通道切換機構(gòu)32米用一個1X2保偏光開關(guān)實現(xiàn)，輸入端si的輸入 尾纖312與光信號正反向切換機構(gòu)31的輸出端P4的輸出尾纖314相連，焊點對軸角度為 0°?0° ;動作端s3和常連端s2的輸出尾纖323,322分別與待測Y波導（4)的輸出端4B、 4C的輸出尾纖42、43連接，焊點對軸角度均為0°?0° ;光信號雙通道切換機構(gòu)32在電 信號作用下實現(xiàn)常連端s2與動作端s3的切換，分別實現(xiàn)對Y波導4的第一、第二輸出通道 4B、4C的切換；
[0049] 所述的光信號可換軸機構(gòu)2和光信號通道方向切換機構(gòu)3,其在裝置中與高偏振 穩(wěn)定度寬譜光源1、待測Y波導器件4和光程解調(diào)裝置5的連接關(guān)系，以及光信號可換軸機 構(gòu)2和光信號切換機構(gòu)3二者之間的連接關(guān)系，其特征是：
[0050] 1)光信號換軸機構(gòu)2的與高偏振穩(wěn)定度寬譜光源1連接，起偏器18的保偏尾纖 19連接光信號可換軸機構(gòu)2中1X2保偏光開關(guān)22的輸入端si的輸入保偏尾纖21，連接 焊點的對軸角度為〇°?〇° ;
[0051] 2)光信號換軸機構(gòu)2中1X2保偏光開關(guān)24的輸出端si輸出尾纖241和光信號 切換機構(gòu)3的輸入端P1尾纖311連接，連接焊點的對軸角度為0°?0° ;1X2保偏光開 關(guān)25的輸出端si輸出尾纖251和光信號通道方向切換機構(gòu)3的輸入端P2尾纖312連接， 連接焊點的對軸角度為0°?0° ;
[0052] 3)光信號換軸機構(gòu)2中的1X2保偏光開關(guān)23的輸出端si的輸出尾纖231與光 程解調(diào)裝置5的檢偏器502輸入保偏尾纖501連接，對軸角度為0°?0° ;
[0053] 4)光信號正反向切換機構(gòu)31輸出端P3輸出尾纖313與待測Y波導4的輸入通 道4A的輸入尾纖41連接，對軸角度為0°?0° ;光信號雙通道切換機構(gòu)32的動作端s3 與常連端s2分別連接待測Y波導4的第一、二輸出通道4B、4C，其焊點對軸角度均為0°? 〇° ；
[0054] 所述的Y波導的雙通道光學性能雙向多對軸角度測試裝置，其特征是：
[0055] 1)當已知儀器噪聲本底，非器件首次測量時候，可以將裝置簡化，去掉光信號可換 軸機構(gòu)2。此時則有光信號通道方向切換機構(gòu)3輸入端P1直接連接高偏振穩(wěn)定度寬譜光源 1，起偏器18的輸出尾纖19與光信號通道方向切換機構(gòu)3輸入尾纖311的連接焊點對軸角 度為0°?45° ;光信號通道方向切換機構(gòu)3輸出端P2直接與光程解調(diào)裝置5連接，輸出 尾纖231與光程解調(diào)裝置5檢偏器502的輸入尾纖501對軸角度為45°?0° ;裝置中其 他部分的連接方式均不改變；
[0056] 所述的Y波導器件（4)的雙通道雙向多對軸角度偏振串音識別與處理算法的的自 動控制切換測試處理方法，其特征是：
[0057] 1)Y波導4的輸入端4A保偏尾纖41的長度要求滿足如下關(guān)系式：
[0058] Sff_j - lw_i X A nf>Sripple (1)
[0059] 式中：Anf為保偏尾纖線性雙折射，SHpple為光源（11)二階相干峰的光程最大值。
[0060] 2)如果不滿足，貝U需要在光信號切換機構(gòu)3輸出端P3輸出尾纖313與輸入保偏尾 纖41之間焊接一段延長保偏光纖，且其與Y波導4輸入端4A保偏尾纖41對軸角度為 〇?0° ;長度要求滿足下式：
[0061] Sf_i = lf_i X A nf>Sripple (2)
[0062] 3)測量Y波導4的波導芯片4D長度lw ;
[0063] 4)測量Y波導4的第一、二輸出通道尾纖4B、4C長度11_。_1、1 1_。_2，其長度要求滿足 下面式子：
[0064] Swu =VhX A nf 且 Sw_〇_2 =VhX A nf>Sw = 1WX A nw (3)
[0065] 式中：Anw波導芯片的線性雙折射。
[0066] 5)如輸出尾纖42、43的長度Vh、1￥_。_2不滿足⑶式，則需要在第一、二輸出通 道48,4(：上分別焊接兩段長度相同的延長光纖1 {_。_1、1{_。_2，其對軸角度均為0°?0°，滿 足⑷式，測量并記錄延長光纖l fK、lft2 ;
[0067] Sf-o-i= U Anf 且 Sf_0_2 = U Anf>Sw = 1WX Anw (4)
[0068] 6)將Y波導4輸入端4A連接光信號通道方向切換機構(gòu)3的輸出端P3,第一、二輸 出通道4B、4C分別連接光信號雙通道切換機構(gòu)32常連端s2、動作端s3,其焊點對軸的角度 均為0°?0° ;并且按照要求連接好測試裝置其他器件；這時光信號正反向切換機構(gòu)31處 于狀態(tài)A，其他切換裝置中1 X 2保偏光開關(guān)輸入/輸出端si均連至常連端s2 ;
[0069] 7)啟動白光干涉儀，獲得第一輸出通道4B對軸角度為0°的正向的分布式偏振串 音測量結(jié)果曲線；
[0070] 8)控制計算機61控制光信號雙通道切換機構(gòu)32從常連端s2自動切換至動作端 S3,第二次啟動白光干涉儀，獲得第二輸出通道4C對軸角度為0°的正向的分布式偏振串 音測量結(jié)果曲線；
[0071] 9)控制計算機61控制光信號正反向切換機構(gòu)31自動切換至狀態(tài)B，重復步驟7 和步驟8,獲得第一、二通道4B、4C對軸角度為0°的反向分布式偏振串音測量結(jié)果曲線；
[0072] 10)控制計算機61控制光信號換軸機構(gòu)2從常連端s2自動切換至動作端s3,重 復步驟7、8、9，獲得第一、二通道4B、4C對軸角度為45 °的正、反向分布式偏振串音測量結(jié) 果曲線；
[0073] 11)利用已經(jīng)測量的器件各部分的幾何長度，包括：Y波導4輸入保偏尾纖41長度 1h、輸入延長保偏光纖長度、波導芯片4D長度1W、Y波導（4)兩個輸出通道4B、4C尾纖 42、43長度1"_。_ 1、1"_。_2、輸出延長光纖的長度1&_1、1^_2;并計算其在光路中的光程延遲量 ；
[0074] 12)處理待測Y波導測試的8幅偏振串音曲線圖，對于0°對軸角度的第一、二輸 出通道4B、4C通道偏振串音測試曲線的正向和反向測試結(jié)果取平均，獲得更精確的Y波導 4第一、二輸出通道4B、4C噪聲本底；對于45°的Y波導4第一、二輸出通道4B、4C分布式 偏振串音測量結(jié)果曲線正向和反向測試結(jié)果取平均，可以獲得更精確的Y波導4第一、二輸 出通道4B、4C偏振串音測試曲線；
[0075] 13)通過計算處理最終確定得到Y(jié)波導4第一、二通道4B、4C的保偏光纖尾纖和波 導芯片消光比、線性雙折射、插入損耗、尾纖串音等參數(shù)。
[0076] 本實用新型是對基于白光干涉原理的光學相干域偏振測試系統(tǒng)（0CDP)測試Y波 導技術(shù)的一種裝置改進。0CDP測試系統(tǒng)對Y波導測試的裝置示意圖如圖1所示。在圖1所 示的測試系統(tǒng)中，光源模塊發(fā)出的檢測光，經(jīng)過待測Y波導器件2,獲得了 Y波導的器件光學 特征，其通過檢偏器進入白光干涉儀3,借助光電探測處理部分4,可以獲得波導芯片消光 t匕、線性雙折射等多個光學參數(shù)測量。在圖1所示裝置中，當M-Z干涉儀的移動反射鏡37 通過位移臺進行光程掃描，傳輸光與耦合光將發(fā)生光程匹配，產(chǎn)生白光干涉信號包絡(luò)，其峰 值幅度對應耦合光幅度，峰值之間的光程差對應耦合光發(fā)生的空間位置。因此通過掃描探 測，便可根據(jù)掃描曲線圖得知波導器件內(nèi)部耦合位置與強度，從而獲得器件內(nèi)部消光比、光 纖耦合點、光纖焊點等光學特征信息。
[0077] 對于波導的白光干涉測量裝置，當待測波導器件2與寬譜光源1和白光測量裝置 3的對準角度為0°?45°、45°?0°對準時，獲得的白光干涉信號的幅度和光程延遲量，可以如下式表示：

【權(quán)利要求】
1. 一種Y波導的雙通道光學性能雙向多對軸角度自動測試裝置，包括高偏振穩(wěn)定度寬 譜光源（1)、光信號換軸機構(gòu)（2)、光信號通道方向切換機構(gòu)（3)、待測集成波導調(diào)制器即Y 波導（4)、光程解調(diào)裝置（5)、偏振串音檢測與記錄裝置（6)，其特征是： 光信號換軸機構(gòu)（2)具有第一輸入端尾纖（221)、第二輸入端尾纖（231)，第三輸出端 尾纖（241)、第四輸出端尾纖（251)分別與高偏振穩(wěn)定度寬譜光源（1)、光程解調(diào)裝置（5)、 光信號通道方向切換機構(gòu)（3)的第一輸入端（P1)、第二輸入端（P2)連接； 光信號通道方向切換機構(gòu)（3)的第一輸入端尾纖（311)、第二輸入端尾纖（312)、第一 輸出端尾纖（313)、第二輸出端尾纖（322)、第三輸出端尾纖（323)分別與光信號通道方向 切換機構(gòu)（3)的第一輸入端（P1)、第二輸入端（P2)、待測Y波導（4)的輸入端（4A)和第一 輸出端（4B)、第二輸出端（4C)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Y波導的雙通道光學性能雙向多對軸角度自動測試裝 置，其特征是：所述的光信號換軸機構(gòu)（2)由4個1X2保偏光開關(guān)（22,23,24,25)相互 連接，其中第一 1X2保偏光開關(guān)（22)的常連端（s2)尾纖（222)和第三1X2保偏光開關(guān) (24)的常連端（s2)尾纖（242)相互連接，其對軸角度為0°?0° ;且第一 1X2保偏光開 關(guān)（22)的動作端（s3)尾纖（223)和第四1X2保偏光開關(guān)（24)的動作端（s3)尾纖（243) 相互連接，其焊點對軸角度為0°?45° ;第二1X2保偏光開關(guān)（23)的常連端（s2)尾纖 (232)和第四1X2保偏光開關(guān)（25)的常連端（s2)尾纖（252)相互連接，其焊點對軸角度 為0°?0° ;第二1X2保偏光開關(guān)（23)的動作端（s3)和第四1X2保偏光開關(guān)（25)的 動作端（s3)也相互連接，其焊點對軸角度為0°?45° ; 光信號換軸機構(gòu)（2)的所有1X2保偏光開關(guān)（22,23,24,25)在同步信號的作用下動 作，從常連端（s2)同步切換到動作端（S3)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Y波導的雙通道光學性能雙向多對軸角度自動測試裝 置，其特征是：所述的光信號通道方向切換機構(gòu)（3)，由光信號正反向切換機構(gòu)（31)和光 信號雙通道切換機構(gòu)（32)連接構(gòu)成；光信號正反向切換機構(gòu)（31)具有四個輸入/輸出端 (?1，？2，？3，？4)，第一輸出端（?3)的保偏尾纖（313)與￥波導（4)輸入通道（4心的保偏尾 纖（41)連接，其焊點對軸角度為0°?0° ;第二輸出端（P4)輸出尾纖（314)與光信號雙 通道切換機構(gòu)（32)輸入端（si)保偏尾纖（321)連接，其焊點對軸角度為0°?0° ;第一 輸入端（P1)、第二輸入端的保偏尾纖（311,312)分別與光信號換軸機構(gòu)（2)的保偏光開關(guān) (24)和保偏光開關(guān)（25)的輸入端（si)保偏尾纖（241，251)連接，其焊點對軸角度為0°? 0° ;光信號雙通道切換機構(gòu)（32)的和動作端（s3)和常連端（s2)保偏尾纖（323, 322)分 別與待測Y波導（4)第一、二輸出通道（4B，4C)的保偏尾纖（42,43)連接，其焊點對軸角度 為0。?0。。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Y波導的雙通道光學性能雙向多對軸角度自動測試裝 置，其特征是：所述的光信號通道方向切換機構(gòu)（3)的光信號正反向切換機構(gòu)（31)采用 一個2X2保偏光開關(guān)實現(xiàn)；保偏光開關(guān)的狀態(tài)A與狀態(tài)B通過電信號實現(xiàn)狀態(tài)的切換，當 2X2保偏光開關(guān)處狀態(tài)A時候，輸入端（P1)與輸出端（P3)內(nèi)部連接，輸入端（P2)與輸出 端（P4)內(nèi)部連接；當2X2保偏光開關(guān)處于狀態(tài)B時候，其輸入端（P1)與輸出端（P4)內(nèi)部 連接，輸入端（P2)與輸出端（P3)內(nèi)部連接；通過控制狀態(tài)A和狀態(tài)B的切換，測試裝置可 以分別完成對待測Y波導（4)的輸出通道進行正向和反向測試的切換。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Y波導的雙通道光學性能雙向多對軸角度自動測試裝 置，其特征是：所述的光信號通道方向切換機構(gòu)（3)的光信號正反向切換機構(gòu)（31)也可以 采用4個1X2保偏光開關(guān)（315,316,317,318)交叉相連實現(xiàn)；1X2保偏光開關(guān)（315)的 常連端（s2)和1 X 2保偏光開關(guān)（317)的常連端（s2)連接，1 X 2保偏光開關(guān)（316)的常連 端（s2)和1X2保偏光開關(guān)（318)的常連端（s2)連接；1X2保偏光開關(guān)（315)的動作端 (s3)和1 X 2保偏光開關(guān)（318)的動作端（s3)連接，1 X 2保偏光開關(guān)（316)的動作端（s3) 和1 X 2保偏光開關(guān)（317)的動作端（s3)連接；四個1 X 2保偏光開關(guān)之間連接的所有焊點 對軸角度均為〇°?〇°。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Y波導的雙通道光學性能雙向多對軸角度自動測試裝 置，其特征是：所述的光信號通道方向切換機構(gòu)（3)的光信號雙通道切換機構(gòu)（32)采用一 個1X2保偏光開關(guān)實現(xiàn)，輸入端（si)的輸入尾纖（312)與光信號正反向切換機構(gòu)（31) 的輸出端（P4)的輸出尾纖（314)相連，焊點對軸角度為0°?0° ;動作端（s3)和常連端 (s2)的輸出尾纖（323, 322)分別與待測Y波導⑷的輸出端（4B，4C)的輸出尾纖（42,43) 連接，焊點對軸角度均為0°?0° ;光信號雙通道切換機構(gòu)（32)在電信號作用下實現(xiàn)常連 端（s2)與動作端（s3)的切換，分別實現(xiàn)對Y波導（4)的第一、第二輸出通道（4B，4C)的切 換。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Y波導的雙通道光學性能雙向多對軸角度自動測試裝 置，其特征是：光信號換軸機構(gòu)（2)的與高偏振穩(wěn)定度寬譜光源（1)連接，起偏器（18)的 保偏尾纖（19)連接光信號可換軸機構(gòu)（2)中1X2保偏光開關(guān)（22)的輸入端（si)的輸入 保偏尾纖（21)，連接焊點的對軸角度為0°?0° ;光信號換軸機構(gòu)（2)中1X2保偏光開 關(guān)（24)的輸出端（si)輸出尾纖（241)和光信號切換機構(gòu)（3)的輸入端（P1)尾纖（311) 連接，連接焊點的對軸角度為0°?0° ;1X2保偏光開關(guān)（25)的輸出端（si)輸出尾纖 (251)和光信號通道方向切換機構(gòu)⑶的輸入端（P2)尾纖（312)連接，連接焊點的對軸角 度為〇°?〇° ;光信號換軸機構(gòu)（2)中的1X2保偏光開關(guān)（23)的輸出端（si)的輸出尾 纖（231)與光程解調(diào)裝置（5)的檢偏器（502)輸入保偏尾纖（501)連接，對軸角度為0°? 0° ;光信號正反向切換機構(gòu)（31)輸出端（P3)輸出尾纖（313)與待測Y波導⑷的輸入通 道（4A)的輸入尾纖（41)連接，對軸角度為0°?0° ;光信號雙通道切換機構(gòu)（32)的動作 端（s3)與常連端（s2)分別連接待測Y波導（4)的第一、二輸出通道（4B，4C)，其焊點對軸 角度均為〇°?〇°。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Y波導的雙通道光學性能雙向多對軸角度自動測試裝 置，其特征是：所述的Y波導的雙通道光學性能雙向多對軸角度測試裝置，當已知儀器噪聲 本底，非器件首次測量時候，可以將裝置簡化，去掉光信號可換軸機構(gòu)（2);此時則有光信 號通道方向切換機構(gòu)（3)輸入端（P1)直接連接高偏振穩(wěn)定度寬譜光源（1)，起偏器（18) 的輸出尾纖（19)與光信號通道方向切換機構(gòu)（3)輸入尾纖（311)的連接焊點對軸角度為 0°?45° ;光信號通道方向切換機構(gòu)（3)輸出端（P2)直接與光程解調(diào)裝置（5)連接，輸出 尾纖（231)與光程解調(diào)裝置（5)檢偏器（502)的輸入尾纖（501)對軸角度為45°?0° ; 裝置中其他部分的連接方式均不改變。
【文檔編號】G01M11/02GK204202850SQ201420587755
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】楊軍, 戴明哲, 李創(chuàng), 閆德凱, 吳冰, 彭峰, 苑勇貴, 苑立波 申請人:哈爾濱工程大學