一种多通道Y波导器件的直流相位漂移参数测试系统

技术领域

本发明涉及测量以及光电检测技术领域，特别是涉及一种多通道Y波导器件的直流相位漂移参数测试系统。

背景技术

Y波导相位调制器(简称Y波导)是一种多功能集成光学器件，是光纤陀螺系统光路部分的核心部件，也是集成光学的典型应用之一。

Y波导的基本工作原理：在波导两侧加入电极，通过电极改变施加在波导两侧的电场来改变波导的折射率，使通过波导的光波产生相位差，从而实现对顺、逆两束光相位的动态调制。其评价参数主要包括光学参数(Y分支的插入损耗、分光比和偏振串音等)、电学参数(半波电压、残余强度调制等)。其中，半波电压参数之后更深层次的直流相位漂移参数是影响高精度光纤陀螺系统准确度和稳定性的重要电光响应参数之一。

直流相位漂移也称为波形斜度，指的是波导器件在直流或在低频调制电场作用下，光信号的相位差漂移量与相位差的比值。由于Y波导的两侧电极施加调制电压时，铌酸锂衬底、缓冲层中的自由移动电荷(OH

目前，对于Y波导的制作已经有了较为成熟的工艺，尤其在如何提高性能的方面，众多学者对于Y波导的半波电压测试也进行了实验研究，但对于Y波导的直流相位漂移参数的自动化检测技术方面还有较大欠缺。

发明内容

本发明的目的是提供一种多通道Y波导器件的直流相位漂移参数测试系统，以达到多通道连续快速测量直流相位漂移参数的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种多通道Y波导器件的直流相位漂移参数测试系统，包括：光源、光纤耦合器、光电开关单元、光纤延时环、光电探测器以及信号处理调制模块；其中，所述光电开关单元包括m个光电开关模组；每个所述光电开关模组均包括n路光电开关，且n路所述光电开关共用一个输入端；每个所述光电开关模组均包括n个输出端；

所述光源与所述光纤耦合器的第一端连接，所述光纤耦合器的第二端与一个所述光电开关模组的输入端连接，剩余的所述光电开关模组的输入端与所述光纤延时环连接；

所有所述光电开关模组的输出端用于连接多通道Y波导器件；其中，所述多通道Y波导器件的通道数为n；且工作时，所述光电开关模组的输出端与所述多通道Y波导器件的端口一一对应连接；

所述光纤耦合器的第三端与所述光电探测器的输入端连接，所述光电探测器的输出端与所述信号处理调制模块的输入端连接，所述信号处理调制模块的第一输出端与所述光电开关模组连接，所述信号处理调制模块的第二输出端用于连接所述多通道Y波导器件。

可选的，还包括：光纤隔离器；

所述光源通过所述光纤隔离器与所述光纤耦合器的第一端连接。

可选的，还包括：第一消偏光纤；

所述光纤耦合器的第二端通过所述第一消偏光纤与所述光电开关模组的输入端连接。

可选的，还包括：安装在所述光电开关模组的输出端上的连接法兰；

工作时，所述光电开关模组的输出端通过所述连接法兰与所述多通道Y波导器件连接。

可选的，还包括：第二消偏光纤；

所述光纤延时环通过所述第二消偏光纤与所述光电开关模组的输入端连接。

可选的，所述光纤延时环的数量为一个或者多个。

可选的，当所述光纤延时环的数量为(m-1)/2时，所述多通道Y波导器件的直流相位漂移参数测试系统还包括第二消偏光纤和第三消偏光纤；其中，m≥3，m为所述光电开关模组的数量且为奇数；

第一光纤延时环通过所述第二消偏光纤与一个所述光电开关模组的输入端连接，所述第一光纤延时环通过所述第三消偏光纤与另一个所述光电开关模组的输入端连接；其中，一个所述光电开关模组与另一个所述光电开关模组为相邻的光电开关模组；所述第一光纤延时环为所有所述光纤延时环中的一个。

可选的，所述信号处理调制模块的第一输出端用于为所述光电开关模组供电；所述信号处理调制模块的第二输出端用于为所述多通道Y波导器件提供调制信号。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明采用光电开关模组对待测的多通道Y波导器件的光路进行控制通断，不用反复进行单只Y波导器件的实验性插拔。

与单只Y波导器件的直流相位漂移参数测试系统相比，本发明能够有效地减少测试时间，极大提高测试效率，减少人工测试成本较高、测试误差大等问题，拓展了自动化测试系统应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种多通道Y波导器件的直流相位漂移参数测试系统的结构框图；

图2为本发明一种多通道Y波导器件的直流相位漂移参数测试系统的结构示意图；

图3为本发明一种多通道Y波导器件的直流相位漂移参数测试系统的具体实例图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种多通道Y波导器件的直流相位漂移参数测试系统，以达到多通道连续快速测量直流相位漂移参数的目的。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

目前，现有测试系统的测试通道单一，效率低，且无法连续监测；而国内外也没有对Y波导器件的直流相位漂移参数进行多通道的连续、快速测量的自动化测试仪器。

鉴于此，本发明提供了一种多通道Y波导器件的直流相位漂移参数测试系统，涉及测量以及光电检测技术领域，特别是Y波导器件的多通道半波电压、直流相位漂移参数测量方向。

本发明基于Sagnac干涉光路测试方案，利用具有互易结构的Sagnac光纤干涉仪来测量Y波导器件的直流相位漂移参数，展开多通道自动测试系统的研究。本发明采用光电开关模组(例如：3*3n路光电开关)对待测多通道Y波导器件的光路进行控制通断，不用反复进行单只Y波导器件的实验性插拔。与单只Y波导器件直流相位漂移参数测试系统相比，本发明能够有效地减少测试时间，极大提高测试效率，减少人工测试成本较高、测试误差大等问题，拓展了自动化测试系统应用前景。

实施例一

如图1所示，本实施例提供的多通道Y波导器件直流相位漂移参数测试系统主要包括：光源、光纤耦合器、光电开关单元、光纤延时环、光电探测器以及信号处理调制模块；其中，所述光电开关单元包括m个光电开关模组；每个所述光电开关模组均包括n路光电开关，且n路所述光电开关共用一个输入端；每个所述光电开关模组均包括n个输出端。

所述光源与所述光纤耦合器的第一端连接，所述光纤耦合器的第二端与一个所述光电开关模组的输入端连接，剩余的所述光电开关模组的输入端与所述光纤延时环连接。

所有所述光电开关模组的输出端用于连接多通道Y波导器件；其中，所述多通道Y波导器件的通道数为n，即多通道Y波导器件的通道数与每个所述光电开关模组的光电开关的路数相同；且工作时，所述光电开关模组的输出端与所述多通道Y波导器件的端口一一对应连接。

所述光纤耦合器的第三端与所述光电探测器的输入端连接，所述光电探测器的输出端与所述信号处理调制模块的输入端连接，所述信号处理调制模块的第一输出端与所述光电开关模组连接，所述信号处理调制模块的第二输出端用于连接所述多通道Y波导器件。

所述信号处理调制模块的第一输出端用于为所述光电开关模组供电；所述信号处理调制模块的第二输出端用于为所述多通道Y波导器件提供调制信号。

作为一种优选的实施方式，本实施例提供的多通道Y波导器件直流相位漂移参数测试系统还可以进一步地包括：光纤隔离器、第一消偏光纤、安装在所述光电开关模组的输出端上的连接法兰。

所述光源通过所述光纤隔离器与所述光纤耦合器的第一端连接。所述光纤耦合器的第二端通过所述第一消偏光纤与所述光电开关模组的输入端连接。

工作时，所述光电开关模组的输出端通过所述连接法兰与所述多通道Y波导器件连接。

作为一种优选的实施方式，本实施例提供的多通道Y波导器件直流相位漂移参数测试系统还可以进一步地包括：第二消偏光纤。

所述光纤延时环的数量可以为一个；所述光纤延时环均可以通过所述第二消偏光纤与剩余的所述光电开关模组的输入端连接；这里的“剩余的”是指除了与光纤耦合器连接的光电开关模组以外的光电开关模组。

进一步地，本实施例所述的光纤延时环的数量可以为多个；只要保证剩余的所述光电开关模组的输入端只与一个光纤延时环连接即可。

所述光电开关模组的数量与所述多通道Y波导器件的数量相同。

一个示例为：当所述光纤延时环的数量为(m-1)/2时，所述多通道Y波导器件的直流相位漂移参数测试系统还包括第二消偏光纤和第三消偏光纤；其中，m≥3，m为所述光电开关模组的数量且为奇数。

第一光纤延时环通过所述第二消偏光纤与一个所述光电开关模组的输入端连接，所述第一光纤延时环通过所述第三消偏光纤与另一个所述光电开关模组的输入端连接；其中，一个所述光电开关模组与另一个所述光电开关模组为相邻的光电开关模组；所述第一光纤延时环为所有所述光纤延时环中的一个。

实施例二

如图2和3所示，本实施例提供的多通道Y波导器件直流相位漂移参数测试系统包括光路部分和电路部分；光路部分主要是由大功率宽谱光源1、光纤隔离器2、光纤耦合器3、第一消偏光纤4、第二消偏光纤7、第三消偏光纤8、3*3n路光电开关5、待测多通道Y波导器件6、光纤延时环9和连接法兰12组成；电路部分主要由光电探测器10、信号处理与调制模块11(与实施例一中的信号处理调制模块)组成。其中，3*3n路光电开关5具体采用三支1*n路光电开关装置构成。待测多通道Y波导器件6的通道数量n与3*3n路光电开关5中的每支1*n路的光电开关的输出端口数n是一致的。

大功率宽谱光源1的输出端连接光纤隔离器2的输入端，光纤隔离器2的输出端连接光纤耦合器3的第一端口，光纤耦合器3的第二端口与第一消偏光纤4的一端连接，第一消偏光纤4的另一端与3*3n路光电开关5的P1端口(即实施例一所述的输入端)连接，3*3n路光电开关5的右侧有多组输出端口，每3个输出端口(An、Bn、Cn)为一组，共有n组；3*3n路光电开关5的右侧端口An与待测多通道Y波导器件6的输入端口An相应连接，3*3n路光电开关5的右侧端口Bn、Cn分别与待测多通道Y波导器件6的输出端口Bn、Cn相应连接，并且端口与端口之间依靠连接法兰12连接，方便插拔。3*3n路光电开关5的内部光路依次按照每3个端口(An、Bn、Cn)为一组进行连通，按照如图2的虚线组合顺序依次连通；3*3n路光电开关5的P2端口与第二消偏光纤7的一端连接，第二消偏光纤7的另一端与光纤延时环9的一端连接，光纤延时环9的另一端与第三消偏光纤8的一端连接，第三消偏光纤8的另一端与3*3n路光电开关5的P3端口连接。

光纤耦合器3的第三端口与光电探测器10的输入端连接，光电探测器10的输出端与信号处理与调制模块11的输入端连接，信号处理与调制模块11设置有两个输出端，一端连接光电开关5给其供电，另一端连接待测多通道Y波导器件6给其加调制信号。

光信号的传输过程为：

大功率宽谱光源1输出光信号传输至光纤隔离器2，经由光纤隔离器2传输至光纤耦合器3的第一端口，光信号从光纤耦合器3的第二端口输出至第一消偏光纤4，第一消偏光纤4输出的光经P1端口传入3*3n路光电开关5的第一支1*n路光电开关，光信号再从第一支1*n路光电开关的A1端口经连接法兰12输出至待测多通道Y波导器件6的输入端口A1，光信号经过待测Y波导分支后从输出端口B1、输出端口C1输出，再经连接法兰12接入3*3n路光电开关5的第二、第三支1*n路光电开关右侧的B1端口、C1端口，光信号经由P2端口、P3端口进入第二消偏光纤7和第三消偏光纤8，最后进入光纤延时环9返回。

光信号从光纤延时环9返回，经过第二消偏光纤7和第三消偏光纤8进入P2端口、P3端口，然后光信号再从3*3n路光电开关5的B端口、C端口经连接法兰12输出至待测多通道Y波导器件6的输入端口A，再经连接法兰12接入3*3n路光电开关5右侧的端口A，光信号经由P1端口进入第一消偏光纤4，最后进入光纤耦合器3。

通过光纤耦合器3的第三端口进入光电探测器10；光电探测器10将采集的光信号转化为电压信号并且传输至信号处理与调制模块11，信号处理与调制模块11有两个输出端口，一端口输出给3*3n路光电开关5供电，另一端口给待测多通道Y波导器件6加调制信号。

与现有技术相比，本发明的创新部分为：

1、采用多路光电开关设计，实现多通道测试Y波导器件的直流相位漂移参数的装置；具体实施为采用3支1*n路光电开关，依靠光电开关连接可复用测试部分和待测多通道Y波导部分。

2、利用多路光电开关、连接法兰和信号处理与调制模块双供电的器件组合方式，方便待测多通道Y波导部分可以与多路光电开关快速地对接与分离，复用测试部分随时等待外接多通道Y波导部分进行测试，进一步提升测试效率。

3、该测试系统可实现待测Y波导部分在全温下直流相位漂移参数的多通道式连续稳定测试。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。