中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学中心，安徽 合肥 230031
光纤干涉仪具有测量精度高、探测灵敏度大等优点，可用于直接测量大气湍流折射率起伏。首先简要介绍了光纤Mach－Zehnder干涉仪的光学湍流测量原理，描述了低双折射单模光纤中光束偏振态变化诱导的偏振信号衰落现象，并通过偏振态的邦加球分析和详细的公式推导，得出了干涉仪可见度和相移噪声的关系式。结果表明：控制输入光偏振态与干涉仪本征向量之间的夹角在零度左右，可有效地抑制偏振噪声，最后给出了偏振控制器实现偏振控制的原理，为构建稳定的光学湍流测量光纤干涉系统提供了科学依据。
光纤光学 光学湍流 偏振信号衰落现象 光纤Mach－Zehnder干涉仪 偏振控制器 fiber optics optical turbulence phenomenon of polarization-induced fading fiber Mach-Zehnder interferometer polarization controller
通过模拟湍流波前的振幅起伏及相位起伏,研究了采用CCD探测器的湍流波前倾斜校正系统的空间光到单模光纤耦合功率的衰落特性,对CCD图像的跟踪算法进行了研究.仿真结果表明,在接收孔径直径与Fried 参数的比值较大时,采用质心跟踪算法的倾斜校正系统的性能很差,耦合光功率会产生严重衰落.提出了一种高斯模板匹配的倾斜校正跟踪算法,在湍流较强时,可以有效地降低耦合光功率的衰落深度,并且可以避免采用质心算法可能出现的大孔径接收性能低于小孔径的不利情况.
无线光通信 大气湍流 光耦合 信号衰落 CCD探测器 跟踪算法
为了克服光纤Mach-Zehnder干涉仪易受环境因素影响而引起偏置相位漂移从而导致输出信号衰落(波动)的问题,提出一种新的简单方法,即:将干涉仪输出信号分为直流和交流两个分量,通过直流分量的大小来计算交流信号的补偿因子,以达到克服交流信号衰落、稳定检测传感信号的目的.在小信号测量情况下,该方法在很大范围内能有效抑制随机温度涨落等因素引起的信号衰落的问题.文中对补偿方法的误差和局限性也做了分析和讨论.
Mach-Zehnder干涉仪 光纤传感器 信号衰落
