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近年来多孔光纤以其独特的结构和性能而备受研究者的关注,其重要特性之一是可以通过灵活的结构设计实现较高的模式双折射率,同时具有良好的温度稳定性。拍长是表征双折射光纤偏振特性的一个关键指标,本论文依托国家自然科学基金资助项目,主要研究了多孔双折射光纤的拍长测试技术。
论文首先综述了多孔双折射光纤的国内外研究概况,并分析比较了测量双折射光纤拍长的几种常用实验方法。结合多孔光纤特殊的包层微孔结构,选定磁光调制法和背向切割法作为主要研究内容。为了能够迅速准确地测定出光纤尾端出射光的偏振态,首先研制了一套多功能偏振态自动检测仪。该系统采用NI公司的数据采集卡和LabVIEW软件来组成虚拟仪器,采用光电开关控制数据的实时采集,实现旋转检偏器角度的精确定位。通过数据插值重采样,解决了电机转速不稳定带来的系统误差,并通过傅立叶级数变换,来得到椭圆偏振态的斯托克斯各参量。该系统每秒钟可以采集、处理和显示15个偏振椭圆,基本上满足实验室实时测试的需要。该系统具有多重功能的模块化结构,既可以测量自由空间光束,也可测量光纤出射光。既可作为偏振态测试仪,也可作为光功率计使用。
在此系统的基础上,进一步搭建了磁光调制法和背向切割法拍长测试系统,对实验室现有的多孔双折射光纤样品进行了测试,在测试过程中进行了大量的数据处理和分析,得到了精确合理的拍长测试结果。在磁光调制测量系统中,着重分析了在不同的入射光偏振态和不同的渥拉斯顿棱镜检偏角度下输出信号的变化规律及相应的测试灵敏度的大小,找到了达到最大灵敏度的三种起偏方式和检偏方式。在背向切割法测量系统中,研究了确定出射光的偏振椭圆旋向的实验方法,提出了多锯齿波和单锯齿波两种数据处理拟合方案,扩大了拍长的测试范围,使背向切割法能够测量拍长为毫米量级的高双折射光纤。
在光纤拍长测试实验中引入虚拟仪器技术后,自动化程度提高,人机交互界面更加友好,在较大程度上提高了工作效率。