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北京航空航天大学硕士学位论文开题报告

光电仪器与测量专业实验报告

实验一：白光干涉仪实验

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北京航空航天大学硕士学位论文开题报告

一．白光干涉仪实验
1. 实验目的
（1）了解白光干涉仪的工作原理
（2）了解利用白光干涉仪测量光纤环中应力分布的方法
2. 实验器材
SLD光源、白光干涉仪、起偏器、光纤环、光纤适配器、剥纤钳、酒精瓶、宝石刀、计算机、无尘纸、消光比测试仪，温箱。
3. 实验原理及目的
应力会导致在光纤中传输光波偏振态的变化，通过分布式偏振串扰测试技术可以获得光纤环的应力分布模型，并用于评价光纤环的性能。
白光干涉仪利用麦克尔逊干涉仪作为测量手段，它可以测试光纤环的偏振串扰分布。它采用了宽谱光源，其相干长度很短。在白光干涉仪中，只有当两束光的光程差小于其相干长度时，这两束光才能发生干涉。利用白光干涉仪的这个特点，系统可以确定被测物体中耦合点的位置和强度。也就是，可以测量光路中偏振分布变化情况。在光纤环中，偏振的变化与应力分布对应，因此，白光干涉仪可以从偏振的角度对光纤环应力分布进行测量。原理如图一所示。

图一 白光干涉仪原理
当被测光纤环中存在偏振耦合时，入射光波通过入射干涉仪后分为两路这两路光波位置差与入射干涉仪光程差一致。再通过补偿干涉仪后输出为四路光波。它们的偏振态分别两两正交。两对正交的偏振光波的位置差与补偿干涉仪的光程差一致。这个值是可以改变的，因此，当某一位置发生干涉时，就会被识别。实验系统如图二所示。

图二 白光干涉仪检测系统
本实验使学生了解白光干涉仪的基本原理以及测量光纤环应力分布的基本方法，通过本实验的操作，掌握光学系统的基本操作与调试。
4. 实验步骤
（1）将待测光纤环放入温箱中；
（2）按设备操作说明开启白光干涉仪；
（3）处理光纤环的尾纤端头，安装适配器，将适配器分别与消光比测试仪和起偏器连接；
（4）调节起偏器，调出光纤环的最大串音和最高功率值；
（5）将与消光比测试仪连接的适配器与白光干涉仪的输入端连接，调节白光干涉仪控制软件的参数；
（6）打开温度控制开关，预热后升温，温度每变化10℃记录一次应力分布曲线。共测量3组数据。
5.实验要求
（1）独立调出光纤环的最大串音和最高功率值；
（2）根据实验数据描绘出不同温度下光纤环的应力分布曲线。
6．实验结果与分析

图1干涉仪截图

图2 实验数据分析图

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