偏振消光比（PER）測量
目錄：
1， 保偏光纖介紹：雙折射、快慢軸；
2， 保偏光纖的偏振消光比（PER）；
3， 偏振消光比（PER）測量-非相干光源（寬帶光源）方法；
4， 偏振消光比（PER）測量-寬帶光源的最小帶寬；
5， 窄帶 DFB 或 ITLA 激光器的 偏振消光比（PER）方法。
一， 保偏光纖介紹：雙折射、快慢軸。
保偏光纖類型：
The PM fiber has：
應力：Two stress-applying parts which arepositioned on both sides of the core；
膨漲系數：A thermal expansion coefficient differentfrom the rest of the fiber。
快慢軸：
二， 保偏光纖的偏振消光比（PER）。
當光在保偏（PM）光纖中傳輸時，該光可等效為是兩束正交線偏振光的疊加，一束光沿保偏光纖的慢軸傳輸，另一束沿保偏光纖的快軸傳輸。當保偏光纖在技術指標定義的工作范圍內移動或彎曲時，這兩個偏振分量的光功率理論上是守恒的。然而，當施加外部機械力或溫度變化（不同材料的熱膨脹不同）在保偏光纖上引入橫向應力時，這兩個偏振分量之間可能會發(fā)生串擾。這一串擾可用偏振消光比 PER 來定性描述， PER 定義為保偏光纖輸出端這兩個偏振分量的光功率之比，即：偏振消光比（PER）
三， 偏振消光比（PER）測量-非相干光源（寬帶光源）方法。
眾所周知，保偏光纖具有較大的雙折射，這會在沿慢軸和快軸傳輸的兩個正交線偏振分量之間引入光程差?
（2）
其中??為光源的中心波長。如果光源的相干長度小于光程差???，則這兩個偏振分量在 PM 光纖的輸出端是不相干的，旋轉偏振器后的光功率可以簡化為：
（3）
其中 α 是慢軸與偏振方向之間的角度。從方程（3）中，我們可以知道
將方程（4）代入方程（2），我們可以將 PER 重寫為
因此，當光源為寬帶光源時，偏振消光比 PER 的測量可以簡化為測量在偏振器旋轉過程中光學功率的最大值和最小值之間的比率。
四， 偏振消光比（PER）測量-寬帶光源的最小帶寬。
正如在第 1 節(jié)討論的那樣，光源的相干長度??c應該短于保偏光纖引入的光程差Δ??。??c可以通過下式估算：
其中，λ 是光源的中心波長，Δλ 是光源的3dB光譜線寬。將方程（2）和（6）代入Δ?? > ??c，可以得到以下關系：
為了方便起見，我們在表 1 中列出了典型光源的相干長度與線寬之間的關系，以及表 2 中所需的最小光源線寬與拍長的關系。
五， 窄帶 DFB 或 ITLA 激光器的 偏振消光比（PER）方法。
使用傳統(tǒng)旋轉偏振器方法進行 PER 測量需要短相干長度的寬帶光源。 然而，在某些應用中，例如將來自
測量帶 PM 尾纖的 DFB 或 ITLA 激光器的 PER
窄帶寬 DFB 或 ITLA 激光器的光耦合到保偏光纖尾纖中，如上圖所示，這種情況下無法選擇使用短相干長度的光源進行 PER 的測量。 一般 DFB 激光器或 ITLA 激光器的相干長度都在幾十米以上，遠大于保偏光纖慢軸和快軸之間的光程差（見表 2）。 在這種情況下，保偏光纖輸出的偏振態(tài)是橢圓形，它不僅取決于沿慢軸和快軸的兩個正交線性偏振態(tài)之間的功率比，還取決于它們的相對相位差。旋轉偏振器法測量的最大功率與最小功率的比值是偏振橢圓的橢圓率，它不等于沿慢軸和快軸偏振的兩個偏振分量的光功率之比。 最大功率對應的角度一般不在慢軸或快軸方向。
慢軸和快軸之間的相位差δ與保偏光纖的長度l和保偏光纖的雙折射率Δn相關：
其中 λ 是光源的中心波長。 當保偏光纖被加熱或拉伸時，相位差δ會改變，因為加熱或拉伸會導致n和l 發(fā)生變化。 因此，在加熱和拉伸光纖時，輸出偏振光的橢圓率和方向將發(fā)生變化，相應的 SOP 將在龐加萊球上繪制一個圓。 ER100 提供計算機軟件，通過擬合計算圓的半徑 R，可以推導出DFB或ITLA 激光器的偏振度，如下式所示：
上圖顯示了在加熱或拉伸 PM 光纖時 DFB 或 ITLA 激光器的偏振度測量結果。相應的輸出 SOP 在 Poincare 球面上畫出一個圓。
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