發(fā)布時(shí)間：2020-07-30 03:58

【摘要】：保偏光纖(PMF)是一種高雙折射率光纖,根據(jù)其性質(zhì)可以制成可調(diào)諧波片。可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)相位差的精確匹配,克服了當(dāng)前各種波片只能提供固定的相位補(bǔ)償難以精準(zhǔn)匹配的缺點(diǎn),且便于與光纖傳輸系統(tǒng)的尾纖直接連接。然而,PMF的主軸并不可見(jiàn),且極易受附加應(yīng)力的干擾。準(zhǔn)確地找到保偏光纖主軸方向,并在主軸方向上施加應(yīng)力,改變快慢軸的相位差實(shí)現(xiàn)對(duì)光的兩個(gè)正交分量相位差的調(diào)諧,用于各光學(xué)系統(tǒng)的相位補(bǔ)償就非常重要。本文提出了一種基于擠壓保偏光纖的可調(diào)諧光纖波片,并設(shè)計(jì)出一種通光狀態(tài)下定向擠壓PMF的工藝裝置,解決附加應(yīng)力干擾、偏離正擠壓等難點(diǎn),為提高可調(diào)諧光纖波片的制作質(zhì)量提供了的工藝保障;還設(shè)計(jì)出PMF自聚焦透鏡性能測(cè)試的系統(tǒng)。本論文的研究?jī)?nèi)容如下:(1)設(shè)計(jì)了保偏光纖自聚焦透鏡測(cè)試系統(tǒng),對(duì)自聚焦透鏡輸出光斑的準(zhǔn)直性能和模斑形狀進(jìn)行測(cè)試,并對(duì)光功率計(jì)進(jìn)行改造,挑選出性能優(yōu)良的自聚焦透鏡用于可調(diào)諧波片系統(tǒng)中偏振光源的制作。(2)對(duì)基于PMF模式耦合理論進(jìn)行了分析,利用MATLAB軟件對(duì)于耦合強(qiáng)度與PMF受橫向應(yīng)力的大小、方向關(guān)系進(jìn)行了仿真研究。研究表明,出當(dāng)橫向應(yīng)力的方向與PMF主軸方向一致時(shí),耦合強(qiáng)度最小且在此方向上擠壓PMF只改變其相位差不改變光的偏振態(tài)的結(jié)論。理論分析用斯托克斯參量法測(cè)量光偏振消光比,并用MATLAB對(duì)擠壓前后光傳輸偏振消光比進(jìn)行計(jì)算,保證了實(shí)驗(yàn)的精度。(3)對(duì)可調(diào)諧光纖波片的驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行了設(shè)計(jì),使輸出電壓在0-150V變化來(lái)控制壓電陶瓷。對(duì)電路原理圖進(jìn)行設(shè)計(jì),選擇元器件,用AltiumDesigner軟件繪制PCB板并制板。對(duì)供電電源進(jìn)行設(shè)計(jì),將家用交流電輸出穩(wěn)定12V直流電作為系統(tǒng)電源,對(duì)變壓器進(jìn)行設(shè)計(jì),將電源電路與驅(qū)動(dòng)電路集成于同一 PCB板中。(4)完成了定向擠壓裝置的設(shè)計(jì)與制作,包括擠壓器旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、光纖連接適配器、光纖拉直固定器等,并解決了附加應(yīng)力的干擾、偏離正擠壓等問(wèn)題。完成了 PMF定向擠壓實(shí)驗(yàn),使用偏振分析儀觀察實(shí)驗(yàn)中輸入光偏振度的變化,準(zhǔn)確找到PMF主軸方向。記錄實(shí)驗(yàn)中斯托克斯參量,利用MATLAB計(jì)算實(shí)驗(yàn)擠壓前后光偏振消光比,確保實(shí)驗(yàn)精度。設(shè)計(jì)鋁盒結(jié)構(gòu)分別將擠壓?jiǎn)卧万?qū)動(dòng)單元裝箱,使用驅(qū)動(dòng)單元控制擠壓?jiǎn)卧獙?duì)保偏光纖進(jìn)行擠壓,成功制作出可調(diào)諧光纖波片。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN253
【圖文】：

圖１．２．１邋ＰＭＦ橫截面上快慢軸逡逑ｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｃｒｏｓｓ邋ｓｅｃｔｉｏｎ邋ｆａｓｔ邋ａｎｄ邋ｓ形變，造成ＰＦＭ在ｘ軸和ｙ軸方向上播：逡逑ｖ邋＝邋ｃ邋／邋ｎ

市面上的一般的波片都是一個(gè)確定的相位延遲器，即制作出來(lái)后不遲的量。而ＰＭＦ自身具有快慢軸，因此可將其看成一個(gè)波片。當(dāng)線(xiàn)偏輸時(shí)，可以通過(guò)改變ＰＭＦ快慢軸的差值，從而實(shí)現(xiàn)相位延遲量的變調(diào)諧光纖波片（ＦＷＰ）。實(shí)際上，精準(zhǔn)的找到ＰＭＦ的快慢軸，在此力改變其差值在工藝上非常困難。因此，本文的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)并片系統(tǒng)。逡逑２光纖波片的應(yīng)用逡逑光纖波片由于ＰＭＦ受到應(yīng)力作用下會(huì)改變其快慢軸的大小、方向變其入射光的相位，根據(jù)此原理可將其作為位補(bǔ)償器、偏振控制器相位補(bǔ)償器逡逑在光纖通信、全光信號(hào)處理等領(lǐng)域時(shí)常會(huì)需要效果較好的圓偏光，的工藝誤差，若用固定式的１／４波片并不能達(dá)到很好的實(shí)驗(yàn)效果，調(diào)諧光纖波片，比如電流互感器的實(shí)驗(yàn)：逡逑延遲環(huán)逡逑光纖在線(xiàn)邐＇Ｋ＇、．逡逑

＃號(hào)處理系統(tǒng)Ｉ邋邐逡逑輸出逡逑圖１．邋３．邋１邋ＦＷＰ作為相位補(bǔ)償器的使用逡逑Ｆｉｇ．邋１．３．１邋Ｔｈｅ邋ｕｓｅ邋ｏｆ邋ＦＷＰ邋ａｓ邋ａ邋ｐｈａｓｅ邋ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ逡逑５逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2774981