基于内置双折射光纤的混合型Sagnac环研究

发布时间：2018-01-27 16:25

  本文关键词： 保偏光纤 sagnac环 滤波器 模式双折射 参考光纤 待测光纤　出处：《广西师范大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着光通信技术和光纤陀螺等高精度光传感技术的发展,对输出光的偏振态稳定性要求越来越高,保偏光纤的特点在于他的两个偏振态的衰减率相等而相位常数相差很大,偏振态比普通光纤要稳定很多。所以开展对保偏光纤物理参数的研究,对保偏光纤的制备具有一定的指导意义。对于进行保偏光纤的物理参数的测量已经有多种方案,本文提出了两种都是基于双折射光纤sagnac干涉环这同一原理来对保偏光纤的模式双折射的测量方案,依靠琼斯矩阵的数学方法对测量的模型进行理论分析,利用sagnac干涉仪对损耗不敏感和输出光场的偏振无关特性,通过建立模式双折射与输出干涉谱线之间的关系来实现测量目的,并对透射干涉谱进行了仿真验证。文章主要内容简述如下：首先,针对保偏光纤的基本原理和sagnac环的应用情况进行了概述。Sagnac干涉仪大范围的应用是因为它的一些优秀特性,如温度无关,高消光比以及对输入光的偏振无关特性。其次,对于置入高双折射光纤的混合光纤sagnac环进行了详细的理论分析,并讨论了它作为滤波器的滤波特性。其中包含了置入单根高双折射光纤的sagnac环反射谱和透射谱分析,和置入了两根高双折射光纤的sagnac环传输光谱分析,讨论了不同参数对其传输谱的影响,并且通过Matlab软件对这些传输谱进行了大量的数值模拟。最后,经过前文两种干涉仪的适当改进,提出了分别能够测量高双折射光纤和低双折射光纤模式双折射的方案。通过Matlab数值模拟得到其透射干涉谱。着重对第二种测量低双折射光纤模式双折射方案进行了分析,得出在即使不知到确切的参考光纤1的参数的情况下仍然能够对待测光纤2的模式双折射进行测量。这对保偏光纤的实际测量研究具有一定的指导意义。
[Abstract]:With the development of high precision optical sensing technology such as optical communication technology and fiber optic gyroscope, the stability of polarization state of output light is becoming more and more important. The characteristic of the polarization maintaining fiber is that the attenuation rate of the two polarization states is equal and the phase constant is very different, and the polarization state is much more stable than that of the ordinary fiber, so the research on the physical parameters of the polarization maintaining fiber is carried out. It has some guiding significance for the preparation of polarization-maintaining fiber, and there are many schemes for measuring the physical parameters of the polarization maintaining fiber. Based on the same principle of birefringent fiber sagnac interference loop, two methods of measuring the mode birefringence of polarization maintaining fiber are proposed in this paper. The theoretical analysis of the measurement model is carried out by means of the mathematical method of Jones matrix. The sagnac interferometer is used to be insensitive to loss and polarization independent of the output light field. By establishing the relationship between the mode birefringence and the output interference lines, the measurement purpose is achieved, and the transmission interference spectrum is verified by simulation. The main contents of this paper are summarized as follows: first of all. The basic principle of polarization-maintaining fiber and the application of sagnac loop are summarized because of its excellent properties such as temperature independent. High extinction ratio and polarization independent characteristics of the input light. Secondly, the hybrid fiber sagnac ring with high birefringence fiber is analyzed in detail. The filter characteristics of the filter are discussed, including the analysis of the sagnac ring reflectance spectrum and the transmission spectrum of the single high birefringence fiber. And two high birefringence optical fibers are inserted into the sagnac ring. The influence of different parameters on the transmission spectrum is discussed. And through the Matlab software to carry out a large number of numerical simulation of these transmission spectra. Finally, through the two kinds of interferometers mentioned above, the appropriate improvement. A scheme for measuring the mode birefringence of high birefringence fiber and low birefringence fiber is presented. The transmission interference spectrum is obtained by Matlab numerical simulation. The second method is focused on the measurement of low birefringence fiber mode birefringence. The shooting scheme is analyzed. It is concluded that the mode birefringence of fiber 2 can be measured even if the parameters of reference fiber 1 are unknown.
【学位授予单位】：广西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN253

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本文编号：1468891