为了测试保偏光纤环的偏振耦合分布及绕环光纤拍长,采用白光干涉仪对光纤环进行测试。一方面,通过测试获得了光纤环的偏振耦合分布,有利于研究影响光纤环保偏能力的主要外部因素。另一方面,通过识别光纤环两端尾纤与白光干涉仪两个熔点产生的偏振耦合干涉峰,获得了沿绕环光纤两正交偏振主轴传输的光信号的光程差,进而计算出了绕环光纤的拍长。实验表明,0.13°以上的角度对轴误差均可被有效识别。证明了采用白光干涉仪通过一次测量同时测得光纤环偏振耦合分布和绕环光纤拍长的可行性。该研究为保偏光纤环偏振特性的全面表征提供了一种简单有效的方法。

保偏光纤环是保偏型光纤陀螺(FOG)的关键组成部分。偏振光在保偏光纤环内发生的二次偏振串扰在FOG干涉输出端会产生很多次干扰项引入相位误差，从而影响FOG的静态参数，如零偏稳定性。文章设计了一套实验夹具用于对保偏光纤环精准施压，通过控制两个夹具在保偏光纤的消偏长度内施压产生大量的二次串扰高点。测得光纤环的偏振串扰数据，并进行仿真计算得到零偏仿真值，与实际测试得到的零偏数据对比，理论仿真值与实际测试值一致。随着施压产生的二次串扰强度增大，FOG的零偏稳定性也随之恶化，施压产生的二次串扰点强度最大时,与未施压时相比，实验环1的零偏稳定性从0.006 3°/h恶化到0.015 1°/h，实验环2的零偏稳定性从0.012 5°/h恶化到0.017 1°/h。

偏振串音是指光纤偏振器件与组件中两个正交偏振传输模式之间在微扰点发生的能量相互耦合的现象，而沿传输方向串音的连续分布既能够直接反映其光学偏振性能，如起偏、椭偏、消偏等特性，也能间接反映其制备工艺和外部环境状态，如连接与固定处的应力和应变、温度状态等。因此，偏振串音是光纤偏振器件与组件的固有性能和环境影响的综合体现，有望发展成为在线测试、诊断评价光纤偏振器件与组件性能的通用特征参量。基于白光干涉原理的光学相干域偏振测量(OCDP)技术是实现分布式偏振串音检测的最优方法，它利用扫描式白光干涉仪实现不同偏振模式间的干涉，对分布式串音发生的空间位置及幅值强度进行精确测量，具有超高灵敏度、超大动态范围、超长测量长度等优点。本文以光纤偏振器件与组件——保偏光纤环和多功能集成光学调制器作为分布式偏振串音精确测量与应用的范例，介绍了基于OCDP 技术的分布式串音测试原理，回顾了测量误差的来源及相应的抑制方法，如由测试光路的参数非理想引入的静态误差以及由测试环境变化引入的动态误差，展示了不同环境温度下光纤偏振器件与组件的精确测试结果。最后，结合光纤偏振器件与组件复杂多变的工作环境，对分布式串音测量方法的发展进行了展望。

光纤陀螺光路结构中, Y波导器件与保偏光纤环通过尾纤熔接的方式连接形成闭合回路来敏感系统相对惯性空间的转动信息, 而熔接点引入的偏振交叉耦合以及背向反射是制约光纤陀螺测量精度进一步提高的主要因素。为此, 提出了一种实现保偏光纤环与Y波导芯片直接耦合的方法, 并制作了两者直接耦合的敏感环光路。经实验测试, 光路中Y波导器件的插入损耗典型值为2.7dB, 分光比优于48/52~52/48, 偏振串音优于-30dB, 性能指标与常规的Y波导器件相当。该光路模块理论上有利于减小光纤陀螺系统噪声和提高测量精度。

磁敏感性是光纤陀螺(FOG)的主要误差源之一，而光纤环是主要的敏感源。在外界磁场作用下，光纤陀螺中会产生一个非互易相位差，影响陀螺的精度。相关实验表明保偏(PM)光纤环中轴向磁敏感性比径向磁敏感性更显著。主要从三个方面研究了轴向磁场对光纤陀螺的影响机理，包括轴向磁场平行分量引起的光纤随机扭转法拉第磁场漂移、光纤几何扭转引起的法拉第非互易相位差以及轴向磁场垂直分量引起的非法拉第非互易相位差。对理论结果进行了仿真分析和实验验证，结果表明：由垂直分量磁场引起的非互易相位差是光纤陀螺轴向磁敏感性的主要原因，其大小与光纤环骨架半径密切相关；骨架半径越小的光纤环，轴向磁敏感性越强。

为了提高陀螺的精度,提出了一种新型双光程光纤陀螺.在光纤环两端各连接一个偏振分束器,使得偏振光依次沿保偏光纤的快轴、慢轴传输两圈,其有效光程加倍,进而实现陀螺的Sagnac效应加倍.针对该光纤陀螺在温度场扰动下的非互易问题,分析了其特殊结构带来的温度致非互易误差,利用有限元分析法建立了相应的Shupe误差模型,并对光纤环90°熔点位置、光纤环折射率温度系数改变对Shupe误差影响进行了相应的理论计算与仿真分析,结果表明90°熔点置于光纤环中点或者选用折射率温度系数满足特定条件的光纤环可减小其Shupe误差.

提出了与陀螺敏感环平面垂直的正交磁场作用下保偏光纤(PMF)陀螺产生非互易相位差(NPD)的理论，建立了相应的数学模型，并对该模型进行仿真分析和实验验证。正交磁致非互易相位差源于光纤的弯曲，与光纤环的直径、光纤直径、光纤长度及正交磁场大小等参数密切相关。理论、仿真和实验结果表明，光纤环尾纤与集成光学元件(IOC)尾纤0°熔接的保偏光纤陀螺的正交磁漂移在一定范围内随机分布，而45°熔接的保偏光纤陀螺的正交磁漂移比较稳定，其正交磁漂移与正交磁场大小呈线性关系。

文章对长距离传输系统中使用的码型(改进型光双二进制归零码MD -RZ和光双二进制非归零码MD -NRZ)进行了比较。仿真结果表明: 长距离传输时, 采用色散补偿技术, MD -RZ信号相对于MD -NRZ信号有更低的误码率和更高的接收机灵敏度。文章还提出了一种使用保偏光纤环路镜像器(PMFLM)产生MD -RZ信号的方法, 并在理论上证明了这种全光方法的可行性。

采用白光扫描干涉法,利用Michelson干涉仪中移动臂的移动补偿保偏光纤中产生的光程差,从而实现对保偏光纤绕组中偏振耦合点的耦合强度及空间位置分布的有效检测.分析了白光干涉仪的原理、结构以及干涉条纹特点,进行了保偏光纤环的扫描测量.结果表明,第一个保偏光纤环的质量优于其他各环,证明了仪器设计理论和实验结果相符.

Modified duobinary return-to-zero (MD-RZ) format is an improvement of optical duobinary (ODB) format. This paper proposes a novel, all-optical method to generate MD-RZ format by using a polarization maintaining fiber loop mirror (PMFLM). Operation principle for all-optical format conversion is theoretically analyzed and the output spectrum is simulated. 40-Gb/s MD-RZ data format generation is experimentally demonstrated.