1 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京 100191
2 北京航空航天大学杭州创新研究院(余杭)，浙江 杭州 310023
在基于无自旋交换弛豫(SERF)的原子自旋惯性测量系统中，通过测量检测光的旋光角来实现角速率测量，检测系统的偏振误差作为直接干扰量耦合在输出信号中导致漂移，严重降低了惯性测量系统的长期稳定性。理论推导了检测系统中残余旋光角与输出信号的关系，定量分析了单位残余旋光角变化引起的SERF原子自旋惯性仪表的漂移指标变化，得到了偏振波动敏感系数。提出了一种基于偏振波动敏感系数优化的偏振误差抑制方法。调节检测激光波长，使系统工作在刻度系数最大值处，并降低原子气室温度，进行了实验验证。最后利用Allan方差对SERF原子自旋惯性测量装置的测试数据进行了漂移误差分析，零偏不稳定性由0.012 (°)/h降低至0.008 (°)/h，实现了偏振误差的抑制。
中国激光
2022, 49(19): 1904003
1 同济大学 电子与信息工程学院,上海 201804
2 上海航天控制技术研究所,上海 201109
3 上海惯性工程技术研究中心,上海 201109
利用光程倍增光纤陀螺的奇、偶时隙输出之间的相关性对陀螺零偏误差进行相关抵消处理。为了验证该方法的有效性, 将光程倍增光纤陀螺置于室温, 以100 s滑动平均, 其每秒输出的奇、偶零偏为-0.1°/h、0.08°/h, 利用相关抵消的方法处理后, 其零偏得以修正且零偏稳定性从0.008°/h提高至0.002°/h.该相关抵消的信号处理方法快速简便且有效, 为光程倍增光纤陀螺的精度优化提供了新思路.
光纤陀螺 光程倍增 偏振误差 相关抵消 零偏稳定性 Fiber optic gyro Double optical length Polarization error Correlation counteraction Bias stability 光子学报
2018, 47(12): 1206004
海军工程大学电子工程学院, 湖北 武汉 430033
海面泡沫信道对量子通信中光子的偏振散射提高了偏振误码率。采用波分复用的偏振补偿方案对其进行补偿。在验证波分复用偏振补偿方案可行性的基础上,针对海面泡沫信道中波长间隔带来的偏振误差问题,提出了单参考光误差校准偏振补偿改进方案和双参考光偏振补偿改进方案。分别仿真了不同波长间隔下补偿后信号光的偏向角分布。结果显示,两种方案均可以有效地消除波长间隔带来的影响误差,其中双参考光偏振补偿方案性能更优,补偿效果更明显,但多参考光对实验设备提出更多的要求;波长间隔取值越小,补偿后信号光的偏向角越小,对应的偏振误码率越低。
量子光学 海面泡沫信道 波分复用 偏振误差 偏向角分布 激光与光电子学进展
2018, 55(4): 042701
为了进一步提高相干偏振合成的效率, 采用数值模拟方式, 对偏振误差的影响及系统的拓展性进行了分析, 并计算了偏振误差在3种不同拓展结构下对相干偏振合成效率的影响。当偏振合束器的透过率和反射率分别是96%和99.5%、半波片的透过率是99.7%时, Y型结构16路光束的整体合成效率会在偏振误差增大到0.03rad时下降0.33%; 随着合成路数的增大, 合成效率逐渐降低, 当光束拓展至128路时, Y型结构的合成效率将下降至83%。结果表明, 光功率相对平衡的Y型结构具有最高的合成效率, 同时受偏振误差的影响最小。该研究确定了系统的最佳合成方案, 为基于相干偏振合成的效率分析提供了参考。
激光技术 合成效率 偏振合成 偏振误差 laser technique combining efficiency polarization combination polarization error
1 上海大学光纤研究所, 上海 201800
2 上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室, 上海 200072
借鉴线偏干涉型光纤陀螺系统的理论方法，分析了圆偏振光陀螺系统的光源偏振度、传感环中的耦合点、反射点以及轴对不准所带来的误差对系统的影响。理论研究表明，在线偏振系统中易于造成偏振误差的反射点和轴对不准，在圆偏振系统下不再导致系统偏振误差；而由于圆偏振光陀螺系统中耦合偏振误差随损耗系数呈指数变化，故选择高性能的单圆偏振保持光纤对于减小偏振误差至关重要。
光纤光学 陀螺 圆偏振 偏振误差 圆保偏光纤 激光与光电子学进展
2016, 53(1): 010602
空军工程大学信息与导航学院,陕西 西安 710077
针对采用偏振编码的卫星量子通信中的偏振保持问题,研究了大气散射和卫星与地面站间相对 运动对量子偏振态相位和对准的具体影响。仿真分析了量子偏振态相位延迟和对准误差对系统量子误码 率的影响,提出了一种新的BB84协议与半波片旋转相结合的偏振补偿方案。该方案通过对准提前量补偿的 加入弥补原有补偿方案补偿过程中不能进行通信的缺陷,可基本实现零角度偏振误差,保证卫星量子通 信的安全可靠性,且因该方案仅需在原有系统上添加一个半波片,易于实现。
量子光学 偏振补偿 BB84协议 偏振误差 相位延迟 量子误码率 quantum optics polarization compensation BB84 protocol polarization error phase delay quantum bit error rate
1 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
2 中国航天科工集团第四研究院红峰控制有限公司, 湖北 孝感 432000
超辐射发光二极管(SLD)光源启动过程中偏振度的不稳定变化影响光纤陀螺性能，严重地制约了光纤陀螺快启动的研究进展。理论分析了TE 模和TM 模的偏振特性及其影响因素，得出了SLD 偏振度随驱动电流增加而增大、随温度升高而降低等结论，设计了高速采集方案对SLD 启动时偏振度、驱动电流、管芯温度的变化规律进行测试，测试得到驱动电流的上升时间约0.3 s，温度稳定时间为3 s，稳定时的偏振度约为4.3%，并分析了SLD 启动时偏振特性对光纤陀螺偏振误差的影响。
光学器件 启动 偏振度 光纤陀螺 偏振误差 激光与光电子学进展
2015, 52(11): 112302
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
光路系统的偏振误差极大地制约着双光程光纤陀螺精度的提高。为了提高新型双光程光纤陀螺的精度，利用相干矩阵和琼斯矩阵对光路中光学器件和熔接点的光学参数进行描述，通过分析顺时针光波与逆时针光波中耦合次波列与主波列间的相干叠加机理，建立了相应的偏振误差模型。利用Matlab以接近于工程实际的参数设置，对光路系统中熔接点、各光学器件缺陷对偏振误差的影响进行了仿真分析，并在此基础上提出了一种可有效抑制双光程光纤陀螺偏振误差的尾纤匹配法。仿真结果表明，通过适当的尾纤长度匹配，双光程光纤陀螺的偏振误差由0.145°/h减小为0.017°/h，其随温度变化的峰谷值也由0.25°/h减小至3×10-4°/h，双光程光纤陀螺的偏振误差得到有效抑制。
光纤光学 光纤陀螺 偏振误差 相干矩阵 耦合次波 双光程 光学学报
2014, 34(10): 1006002
1 电子科技大学 通信与信息工程学院, 成都 611731
2 国家电网智能电网研究院, 北京 100192
为了提高现有光纤电流传感器的性能, 提出了一种再入式光纤电流传感器。借助琼斯矩阵对再入式光纤电流传感器的偏振误差进行了研究, 通过建立各主要光学器件的琼斯矩阵表达式, 推出了再入式光纤电流传感器的干涉表达式, 并分析了各光学器件的不完备性对其测量精确度的影响。
光纤电流传感器 再入式 偏振误差 琼斯矩阵 FOCS re-entrant polarization error Jones matrix
1 空军工程大学信息与导航学院， 陕西 西安 710077
2 中国空间技术研究院西安分院， 陕西 西安 710000
旋光双反射结构能够利用反射镜自身的偏振特性，配合旋光晶体实现光子偏振态的自动补偿，以减小移动量子密钥分发系统中反射镜引入的量子误码率。而该结构要求两面反射镜偏振特性完全相同，旋光晶体能够实现90°的完美旋光。从反射镜不匹配和旋光晶体旋转角度不准确两个方面对旋光双反射结构的误差进行了分析。研究结果显示，选择折射率相对大的反射镜，并且保证旋光晶体之间和反射镜之间的差异尽可能小，可以保证输出偏振态的稳定。
量子光学 偏振无关反射结构 偏振误差 量子误码率
