光譜域低相干干涉圖實(shí)驗(yàn)獲取與數(shù)據(jù)處理.pdf

1、作為光纖傳感、光纖通訊中的重要器件，保偏光纖保偏性能和色散參數(shù)的精確測(cè)量，以及其內(nèi)部偏振耦合點(diǎn)的精確定位顯得尤為必要。低相干干涉測(cè)量技術(shù)具有靈敏度高、分辨率高、動(dòng)態(tài)范圍大、可給出絕對(duì)測(cè)量結(jié)果的優(yōu)點(diǎn)，而且測(cè)量系統(tǒng)布置簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)多變，易于實(shí)現(xiàn)?；诘拖喔晒庠吹母缮鏈y(cè)量技術(shù)可以利用保偏光纖內(nèi)部的兩個(gè)偏振模之間的干涉，實(shí)現(xiàn)對(duì)保偏光纖耦合點(diǎn)以及關(guān)鍵性參數(shù)的測(cè)量。
　　本文在課題組已有的低相干光偏振干涉系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)低相干干涉圖的數(shù)據(jù)處理算

2、法進(jìn)行了深入的研究與探討。理論分析了時(shí)域與頻域低相干光干涉數(shù)據(jù)圖的形成機(jī)理，并在充分考慮色散和光譜儀分辨率的基礎(chǔ)上，精確的計(jì)算了低相干光干涉圖的數(shù)學(xué)表達(dá)式。在時(shí)域掃描干涉圖數(shù)據(jù)中，分析了兩個(gè)近距離色散包絡(luò)交疊導(dǎo)致的拍頻現(xiàn)象，理論計(jì)算了拍頻，并和實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合一致，利用該現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)近距離耦合點(diǎn)間隔的精確測(cè)量，測(cè)量誤差小于5％，這提供了一種不進(jìn)行色散補(bǔ)償而優(yōu)化干涉包絡(luò)分辨率的新方法。在頻域干涉數(shù)據(jù)圖中，除了采用傳統(tǒng)的傅里葉變換方法外，還

3、采用了一種基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的自適應(yīng)算法，實(shí)現(xiàn)了干涉項(xiàng)和非干涉項(xiàng)自動(dòng)分離，避免了光譜傅里葉變換技術(shù)中濾波器的手動(dòng)選擇。將時(shí)頻分析思想引入到低相干頻域干涉數(shù)據(jù)的處理中，分析了短時(shí)傅里葉變換和蓋博小波變換兩種時(shí)頻方法，實(shí)現(xiàn)了群延時(shí)的直接提取，消除了數(shù)值微分引入的數(shù)值誤差。此外，利用三次相位函數(shù)實(shí)現(xiàn)群延時(shí)色散的直接提取，避免了相位提取與二階微分過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了保偏光纖二階色散的高精度測(cè)量。群延時(shí)色散的測(cè)量分辨率高達(dá)1fs2，測(cè)量精度高達(dá)0.0001