一種降低反射式光纖電流計(jì)零漂的系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種降低反射式光纖電流計(jì)零漂的系統(tǒng)，包括SLD器件，PINFET器件，SLD器件、PINFET器件與鈮酸鋰Y波導(dǎo)集成光學(xué)器件通過熔接的方式連接，鈮酸鋰Y波導(dǎo)集成光學(xué)器件倒向使用。本發(fā)明還公開了一種降低反射式光纖電流計(jì)零漂的方法，用瓊斯矩陣表示光路中各偏振器件的偏振特性，得出歸一化標(biāo)度因子式歸一化標(biāo)度因子反映了實(shí)際測(cè)試結(jié)果與理想結(jié)果的比例關(guān)系，通過分析表明消光比越大，歸一化影響因子越趨于1，即引入的相位誤差越小，系統(tǒng)的零漂越低。本發(fā)明通過倒向使用鈮酸鋰Y波導(dǎo)集成光學(xué)器件取代現(xiàn)有系統(tǒng)中的3db耦合器及起偏器，提高了系統(tǒng)的偏振消光比，可明顯降低全光纖電流互感器偏振誤差影響，降低零漂，改善系統(tǒng)零偏穩(wěn)定性。
【專利說明】一種降低反射式光纖電流計(jì)零漂的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于全光纖電流傳感【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種降低反射式光纖電流計(jì)零漂的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]反射式光纖電流計(jì)因安全性高、無磁滯飽和、測(cè)量范圍大、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，受到各國研究者的重視。目前，由于實(shí)際系統(tǒng)中的光學(xué)器件不是完全理想的，系統(tǒng)存在偏振光之間的串?dāng)_，表現(xiàn)為引入了非法拉第相移的其他非互易相移，在無電流情況下，系統(tǒng)輸出不為零，即出現(xiàn)零漂現(xiàn)象。對(duì)于零漂大的電流計(jì)，無法判斷其輸出是漂移還是有較小的電流，成為產(chǎn)業(yè)化過程中亟待解決的問題。
[0003]解決零漂問題，關(guān)鍵在于消除全光纖電流互感器的偏振誤差現(xiàn)象。針對(duì)全光纖電流互感器的偏振誤差問題，文獻(xiàn)[I]利用瓊斯矩陣方法，對(duì)系統(tǒng)各主要偏振器件帶來的誤差進(jìn)行了仿真，[2]重點(diǎn)分析了四分之波片的影響，[3]分析了系統(tǒng)外部環(huán)境因素帶來的非互易相移對(duì)測(cè)試的影響。然而，對(duì)于全光纖電流互感器的偏振誤差以上文獻(xiàn)均沒有提出有效的解決方法。
[0004][I]王夏霄，張春熹.全光纖電流互感器的偏振誤差研究[J].光子學(xué)報(bào)，2007，362=320-323
[0005][2] Jinhui Hao, P ing Huang, Xuyou L1.Polarization Errors Analysisof Waveplate in Sagnac Optical Fiber Current Sensor[J]?201IInternationalConference on Electronic&Mechanical Engineering and Information Technology (郝金輝，黃萍，李緒友.Sagnac型光纖電流傳感器波片的偏振誤差分析[J].2011年電子與機(jī)械工程和信息技術(shù)國際會(huì)議.238-241)
[0006][3]ffei Wang n, Xuefeng Wang, Junlei Xia.The Nonreciprocal Errors in FiberOptic Current Sensors [J].0ptics&Laser Technology, 2011，43:1470-1474 (王巍等?光纖電流傳感器的非互易誤差[J].光學(xué)與激光技術(shù)，2011，43:1470-1474.)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種降低反射式光纖電流計(jì)零漂的系統(tǒng)及方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中普通反射式光纖電流計(jì)零漂較大的技術(shù)問題。
[0008]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種降低反射式光纖電流計(jì)零漂的系統(tǒng)，包括SLD器件，PINFET器件，SLD器件、PINFET器件與鈮酸鋰Y波導(dǎo)集成光學(xué)器件通過熔接的方式連接，鈮酸鋰Y波導(dǎo)集成光學(xué)器件倒向使用，SLD器件發(fā)出的光經(jīng)鈮酸鋰Y波導(dǎo)集成光學(xué)器件變?yōu)榫€偏振光，后經(jīng)45°熔接點(diǎn)，一束線偏振光變?yōu)閮墒嗷ゴ怪钡木€偏振光，分別沿保偏光纖的X軸及Y軸傳播，經(jīng)1/4波片后兩束線偏振光分別轉(zhuǎn)變?yōu)樽笮龍A偏振光及右旋圓偏振光，通過傳感光纖傳輸?shù)絺鞲泄饫w末端，傳感光纖末端設(shè)有反射鏡。左旋圓偏振光及右旋圓偏振光通過反射鏡偏振態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)并按原光路返回，左旋圓偏振光及右旋圓偏振光通過傳感光纖時(shí)，由于電流產(chǎn)生磁場的法拉第效應(yīng)，使得左旋圓偏振光及右旋圓偏振光的傳輸相位之間產(chǎn)生法拉第相差；同時(shí)，由反射鏡產(chǎn)生的偏振態(tài)翻轉(zhuǎn)并按原光路返回的過程，使得法拉第效應(yīng)產(chǎn)生的相位差增加一倍，待傳至1/4波片處時(shí)左旋圓偏振光及右旋圓偏振光轉(zhuǎn)變?yōu)橄嗷フ坏木€偏振光，兩束線偏振光發(fā)生干涉，并通過PINFET器件進(jìn)行測(cè)量。
[0009]本發(fā)明還公開了一種降低反射式光纖電流計(jì)零漂的方法，其特點(diǎn)在于:包括，
[0010]在起偏器不理想并假設(shè)系統(tǒng)中其他器件均為理想器件的情況下，可用以下瓊斯矩陣表示光路中各偏振器件的偏振特性
[0011](1)光纖起偏器
【權(quán)利要求】
1.一種降低反射式光纖電流計(jì)零漂的系統(tǒng)，包括SLD器件(1)，PINFET器件(2)，其特征是:所述SLD器件(1)、PINFET器件(2)與鈮酸鋰Y波導(dǎo)集成光學(xué)器件(3)通過熔接的方式連接，鈮酸鋰Y波導(dǎo)集成光學(xué)器件(3)倒向使用，SLD器件(I)發(fā)出的光經(jīng)鈮酸鋰Y波導(dǎo)集成光學(xué)器件(3)變?yōu)榫€偏振光，后經(jīng)45°熔接點(diǎn)(4)，一束線偏振光變?yōu)閮墒嗷ゴ怪钡木€偏振光，分別沿保偏光纖的X軸及Y軸傳播，經(jīng)1/4波片(6)后兩束線偏振光分別轉(zhuǎn)變?yōu)樽笮龍A偏振光及右旋圓偏振光，通過傳感光纖傳輸?shù)絺鞲泄饫w末端，傳感光纖末端設(shè)有反射鏡。
2.一種降低反射式光纖電流計(jì)零漂的方法，其特點(diǎn)在于:包括， 在起偏器不理想并假設(shè)系統(tǒng)中其他器件均為理想器件的情況下，可用以下瓊斯矩陣表示光路中各偏振器件的偏振特性 (1)光纖起偏器
【文檔編號(hào)】G01R19/00GK103558438SQ201310601075
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】魏兵, 周柯江, 李宇波, 周圣直, 朱敬禮 申請(qǐng)人:杭州含章科技有限公司