● 摘要
在光纤陀螺中,偏振噪声是最主要的噪声源之一。采用Lyot光纤消偏器可以稳定偏振态,抑制偏振误差,并稳定中心波长。衡量消偏器性能的主要指标是偏振度,偏振度的大小直接影响着光纤陀螺的精度。由于Lyot消偏器的偏振度非常低(通常小于1%),现有测试设备及测试手段无法实现如此低的偏振度的测量,已成为当前制约光纤陀螺性能进一步提高的瓶颈之一。因此研究更高精度的偏振度测量方法至关重要。本论文研究基于偏振调制算法的偏振度测试方法。以Xilinx公司Spartan-3系列的XC3S400芯片和Ti公司2000系列的TMS320LF2407A芯片为控制核心,设计了基于光纤挤压型偏振控制器的嵌入式偏振测试系统。根据系统测试方案,利用FPGA丰富的I/O用户管脚外扩了2路模数转换(ADC)和4路数模转换(DAC);借助DSP高效的数据处理能力进行数据的实时处理;以高性能的对数放大器搭建了光电信号检测电路,有效解决了检测范围不足的问题;根据设计的双光路强度噪声消除方案,对光路器件进行关键性能分析、测试及选型,以此为基础搭建系统光路,有效抑制了测试过程中光功率波动、偏振控制器的偏振相关损耗(PDL)及启动损耗等造成的光路强度噪声。基于四态挤压器的光纤挤压型偏振控制器,在充分建模分析的基础上,提出了用于偏振测试的偏振调制算法,通过邦加球仿真图形及相关数据对其进行了理论验证,并以搭建的硬件测试系统验证了偏振调制算法的功能性和重复性。实验结果表明,所设计的偏振调制算法可以有效地实现对偏振态的控制,从而能够满足Lyot光纤消偏器测试要求。
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