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马赫_曾德尔光纤干涉仪的研制及应用

计测技术  新技术新仪器   29

马赫-曾德尔光纤干涉仪的研制及应用

张洪喜

(中国电子科技集团公司第41研究所,山东青岛266555)

  摘 要:介绍了作者在测量单纵模激光器线宽参数的过程中,研制的马赫-曾德尔光纤干涉仪,并给出

了实验结果。

关键词:单纵模激光器;线宽;光纤干涉仪;偏振

中图分类号:TH744.3  文献标识码:B  文章编号:1002-6061(2006)01-0029-02

TheDevelopmentandApplicationofFiber-opticMach-ZehnderInterferometer

ZHANGHong-xi

(The41stInstituteofCETC,Qingdao266555,China)

Abstract:Thispaperintroducesthedevelopmentoffiber-opticMach-Zehnderinterferometerduringmeasuringlinewidthparameterofsingle-frequencylasers,andtheexperimentresulthasbeengiven.

Keywords:single-frequencylasers;linewidth;fiber-opticinterferometer;polarization

0 引言

马赫-曾德尔光纤干涉仪用于单纵模激光器线宽参数的测量。通过使用自零差技术,光纤干涉仪将光相位偏移或光频率偏移转换成强度变化,这种变化经过光波信号分析仪接收、处理,即可得出被测单纵模激光器的线宽值。测量过程中,通过使用干涉仪手动偏振态调整功能提高信号的信噪比,对偏振态的调整只改变信号的幅度而不改变信号的谱分布。

马赫-曾德尔光纤干涉仪的原理为:将待测光信号分成两路,一路经过长光纤延时,另一路经过偏振控制器并与第一路合光,发生干涉。输出光即为自零差调制光。改变偏振控制器的偏振方向,就能够改善强度调制光的信噪比,另外延时光纤延时越长,就能够测量越小的线宽。

2 马赫-曾德尔光纤干涉仪的设计

光纤干涉仪由两个高方向性光纤定向耦合器、一盘5200m长延时光纤和一个偏振控制器组成。其中偏振控制器是光纤干涉仪的重要组成部分,以下进行详述。

2.1 理论知识

一般光学系统均采用波片来改变光波场的偏振态。在光纤系统中可以采用更简单的方法:利用弹光效应改变光纤中的双折射,以控制光纤中光波的偏振态。

当光纤在x-z平面内弯曲时,由于应力作用,光纤折射率发生变化。对于石英光纤,快轴和慢轴的折射率差为

Dn=$nx-$ny=-0.133(a/R)

2

1 工作原理

马赫-曾德尔光纤干涉仪主要由长延时光纤和偏振控制器组成,长延时光纤用于扩展线宽的测量范围(主要指向小线宽方向扩展),偏振控制器用于提高干涉效率。原理图如图1所示。

(1)

图1 光纤干涉仪原理图

式中:a为光纤半径;R为光纤圈弯曲半径。

其快轴位于弯曲平面内,慢轴垂直于弯曲平面。因此利用弯曲光纤的双折射效应,可以制成波片,对于弯曲半径为R的N圈光纤,如果选择适当的N,R使得

((2)

收稿日期:2005-05-13;收修改稿日期:2005-06-23

作者简介:张洪喜(1973-),男,工程师,在职工程硕士研究生,

马赫_曾德尔光纤干涉仪的研制及应用

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