一种可测量多种光纤及光纤器件色散的装置及方法与流程

本发明涉及光纤通信，特别是一种可测量多种光纤及光纤器件色散的装置及方法。

背景技术：

1、色散是一种光在传播过程中的线性效应，由于不同频率的光在传输过程中有效折射率不同导致的。以锁模光纤激光器为例，色散描述了光波的相速度和群速度随光波频率发生变化的现象，尤其是描述群速度色散的二阶色散β2，若激光器环路整体色散为正值，则β2>0，反之则β2<0。因为光脉冲是由不同频率的光叠加而成，色散会导致不同频率的光传输速度不同，从而导致脉冲展宽和峰值功率降低。当主动锁模激光器腔内色散为正色散时，频率较高的那部分光群速度更小，因此会产生正啁啾，若腔内色散为负色散则会产生负啁啾。

2、而适当的控制和管理色散有助于提高主动锁模激光器输出脉冲的性能。例如当激光器腔内处于负色散时，由于负色散和自相位调制效应(spm)的相互作用，可以产生一种名为光学孤子的现象，从而起到降低光脉冲脉宽的作用。所以精确测量激光器环路中各类光纤及光纤器件的色散值是至关重要的。目前测量色散的装置结构较为复杂，且限制条件较多。

3、由此可得，如何实现结构简单，搭建方便，对待测物要求低，测量精度高的色散测量，成为亟待解决的现有技术问题之一。

技术实现思路

1、本发明提供了一种可测量多种光纤及光纤器件色散的装置及方法，用于实现结构简单，搭建方便，对待测物要求低，测量精度高的色散测量。

2、第一方面，提供了一种可测量多种光纤及光纤器件色散的装置，包括：波长可调谐激光器laser、马赫-曾德尔强度调制器mzm、光电探测器pd和矢网仪vna，所述马赫-曾德尔强度调制器mzm与矢网仪vna相连；所述光电探测器pd与矢网仪vna相连，其中：

3、所述马赫-曾德尔强度调制器mzm，用于接收波长可调谐激光器laser输出的激光，并输出搭载来自矢网仪vna注入mzm的射频信号的激光；

4、所述光电探测器pd，用于接收mzm输出的搭载射频信号的激光，并输出输出信号至矢网仪vna；

5、所述矢网仪vna，用于输出注入mzm的射频信号；以及接收光电探测器pd输出的输出信号，并获取不同设定波长的激光搭载相同射频信号经过待测器件和装置时产生的相位差和不同设定波长的激光搭载相同射频信号经过装置时产生的相位差。

6、在一种实施方式中，所述注入mzm的射频信号的频率的影响因素包括：mzm可以搭载的最大射频信号频率和pd的最大响应频率。

7、在一种实施方式中，所述光电探测器pd采用5v恒压源供电，其最大输入光功率为10dbm。

8、在一种实施方式中，在可测量多种光纤及光纤器件色散的装置搭建前，测量mzm的正交工作点电压位置，用于防止mzm的传输函数曲线发生漂移。

9、在一种实施方式中，所述装置还包括：起偏器和偏振控制器，用于使装置测量保偏的光纤和器件。

10、第二方面，提供了一种可测量多种光纤及光纤器件色散的方法，所述方法应用于上述的装置，包括：

11、波长可调谐激光器laser输出不同设定波长的激光，所述设定波长的激光在经过马赫-曾德尔强度调制器mzm时搭载来自矢网仪vna注入mzm的射频信号；

12、光电探测器pd接收搭载射频信号的激光经过待测物后形成的第一输出信号，并将所述第一输出信号下载输入至矢网仪vna；

13、矢网仪vna获取不同设定波长的激光搭载相同射频信号经过待测器件和装置时产生的相位差；

14、波长可调谐激光器laser再次输出不同设定波长的激光，所述设定波长的激光在经过马赫-曾德尔强度调制器mzm时搭载来自矢网仪vna注入mzm的射频信号；

15、光电探测器pd接收搭载射频信号的激光形成的第二输出信号，并将所述第二输出信号下载输入至矢网仪vna；

16、矢网仪vna获取不同设定波长的激光搭载相同射频信号经过装置时产生的相位差；

17、基于所述不同设定波长的激光搭载相同射频信号经过待测器件和装置时产生的相位差和所述不同设定波长的激光搭载相同射频信号经过装置时产生的相位差，获取待测器件的色散系数。

18、在一种实施方式中，基于所述不同设定波长的激光搭载相同射频信号经过待测器件和装置时产生的相位差和所述不同设定波长的激光搭载相同射频信号经过装置时产生的相位差，获取待测器件的色散系数，具体包括：

19、根据所述不同设定波长的激光搭载相同射频信号经过待测器件和装置时产生的相位差和所述不同设定波长的激光搭载相同射频信号经过装置时产生的相位差，获取待测器件的的相位差数据；

20、根据所述待测器件的的相位差数据，获取得到不同波长的激光经过待测器件产生的延迟差：

21、

22、其中，f为vna注入mzm的射频信号频率；δλ为波长间隔；为波长间隔δλ的光经过待测器件时产生的相位差；δτ为波长间隔δλ的光经过待测器件产生的延迟差；

23、基于所述不同波长的激光经过待测器件产生的延迟差，根据色散系数的定义，获取待测器件的色散系数。

24、在一种实施方式中，在波长可调谐激光器laser输出不同设定波长的激光，所述设定波长的激光在经过马赫-曾德尔强度调制器mzm时搭载来自矢网仪vna注入mzm的射频信号之前，还包括：

25、测量色散位移光纤、色散补偿光纤的色散系数。

26、在一种实施方式中，所述待测器件为保偏的光纤和器件时，波长可调谐激光器laser输出不同设定波长的激光，通过起偏器和偏振控制器。

27、在一种实施方式中，所述注入mzm的射频信号的频率的影响因素包括：mzm可以搭载的最大射频信号频率和pd的最大响应频率。

28、本发明实施例提供的一种可测量多种光纤及光纤器件色散的装置及方法，所述装置包括：波长可调谐激光器laser、马赫-曾德尔强度调制器mzm、光电探测器pd和矢网仪vna，所述马赫-曾德尔强度调制器mzm与矢网仪vna相连；所述光电探测器pd与矢网仪vna相连，其中：所述马赫-曾德尔强度调制器mzm，用于接收波长可调谐激光器laser输出的激光，并输出搭载来自矢网仪vna注入mzm的射频信号的激光；所述光电探测器pd，用于接收mzm输出的搭载射频信号的激光，并输出输出信号至矢网仪vna；所述矢网仪vna，用于输出注入mzm的射频信号；以及接收光电探测器pd输出的输出信号，并获取不同设定波长的激光搭载相同射频信号经过待测器件和装置时产生的相位差和不同设定波长的激光搭载相同射频信号经过装置时产生的相位差，通过上述装置，实现了结构简单，搭建方便，对待测物要求低，测量精度高的色散测量。

29、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以其附图中特别指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种可测量多种光纤及光纤器件色散的装置，其特征在于，包括：波长可调谐激光器laser、马赫-曾德尔强度调制器mzm、光电探测器pd和矢网仪vna，所述马赫-曾德尔强度调制器mzm与矢网仪vna相连；所述光电探测器pd与矢网仪vna相连，其中：

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述注入mzm的射频信号的频率的影响因素包括：mzm可以搭载的最大射频信号频率和pd的最大响应频率。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述光电探测器pd采用5v恒压源供电，其最大输入光功率为10dbm。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，在可测量多种光纤及光纤器件色散的装置搭建前，测量mzm的正交工作点电压位置，用于防止mzm的传输函数曲线发生漂移。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：起偏器和偏振控制器，用于使装置测量保偏的光纤和器件。

6.一种可测量多种光纤及光纤器件色散的方法，所述方法应用于1～5所述的装置，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，基于所述不同设定波长的激光搭载相同射频信号经过待测器件和装置时产生的相位差和所述不同设定波长的激光搭载相同射频信号经过装置时产生的相位差，获取待测器件的色散系数，具体包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在波长可调谐激光器laser输出不同设定波长的激光，所述设定波长的激光在经过马赫-曾德尔强度调制器mzm时搭载来自矢网仪vna注入mzm的射频信号之前，还包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述待测器件为保偏的光纤和器件时，波长可调谐激光器laser输出不同设定波长的激光，通过起偏器和偏振控制器。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述注入mzm的射频信号的频率的影响因素包括：mzm可以搭载的最大射频信号频率和pd的最大响应频率。

技术总结本发明提供了一种可测量多种光纤及光纤器件色散的装置及方法，所述装置包括：波长可调谐激光器Laser、马赫‑曾德尔强度调制器MZM、光电探测器PD和矢网仪VNA，所述MZM与VNA相连；所述PD与VNA相连，其中：所述MZM，用于接收Laser输出的激光，并输出搭载来自VNA注入MZM的射频信号的激光；所述PD，用于接收MZM输出的搭载射频信号的激光，并输出输出信号至VNA；所述VNA，用于输出注入MZM的射频信号；以及接收PD输出的输出信号，并获取不同设定波长的激光搭载相同射频信号经过待测器件和装置时产生的相位差和不同设定波长的激光搭载相同射频信号经过装置时产生的相位差，通过上述装置，实现了结构简单，搭建方便，对待测物要求低，测量精度高的色散测量。技术研发人员：畅通,朱传奇,何伟,王心洋受保护的技术使用者：北京无线电计量测试研究所技术研发日：技术公布日：2024/8/1