精确测量保偏光纤本征参数-拍长-的意义
德逸时代科技2016年5月光电子中国（北京）光博会后记（附相册）
摘要：
1． 基于“圆周运动采集数据的拍长测试仪”发明专利2016年初获得授权。
2． 又一保偏光纤生产厂家法尔胜业已签约采购2016版拍长测试仪。
3． 2016年4月完成了带有温控-40度到+85度拍长测试仪的设计工作。
4． 对重要的保偏光纤生产和环圈绕制单位，提出了同一用户，分配0.01mm精度同一拍长保偏光纤的建议。而从保偏光纤的串音关注到拍长关注，应该是光纤传感十分重要的转折。
5． 高精度拍长的测量，在光纤波片自动化生产方面，具有显著意义。将实现人工每天只能制作几只的历史，到每天几百只光纤四分之一波片产业化生产的突破。
6． 压力法的拍长测试结果可用于对PMD法测量结果的校准，这更符合测量的基本原理。
7． 高速高精度弱光功率数据采集系统，在暗电流测量，10pW量级，达到优于千分之五，实测小于千分之三的水平。可扩展的应用，在环境温度补偿后，冰点0度测量温度的稳定性超过0.001度。
8． 德逸时代科技出展光博会相册，请前往本博客相册浏览。
德逸时代（天津）科技有限公司，出展2016年光电子中国（北京）光博会（D087展位），胜有所感，特作后记。该展会于每年的黄金五月在国家会议中心召开，今年展会日期为5月9日-11日，适宜的气候，特别是绽放的五彩月季，花坛中硕大的花骨朵，给我们很美的印象。国家会议中心比邻奥林匹克公园，水立方，鸟巢，展会闭馆稍作停留，漫步地下新奥购物中心，晚餐之后，带着一品咖啡的余韵，流连美丽的奥林匹克夜景一定给忙碌了许久的心灵一个回归自然的惬意。
从天津前往国家会议中心，得益于高铁以及奥林匹克运动发展的延伸，从出家门到进入会场，约200公里吧，一路顺畅，用时约3个小时左右。北京地铁还是传统的从北京南站的4号线-10号线-8号线。若新路线，从北京南的14号线-15号线，估计还能更加便捷。这是先进技术普惠大众的实例。在事实以及大众舒适体验上，相信高铁的发展，应该可以纠正我们过去许多“先验之明”的谬误。先进的技术一定带来发展，发展一定带来繁荣！
在此要对展会的组织者，点个赞。千差万别的展商，纷繁的主体和数场专题活动，以及大环境下的现状，组织一场让各方满意的会议，需要付出的艰辛是可以想象和理解的。在此特别对郭圣，李泽等给予我们帮助的各位表示衷心的感谢！
德逸时代科技，注重新产品的技术创新和开发，在继续完善“保偏光纤拍长测试仪，2014版”，并交付“长飞光纤光缆有限公司”等行业重点客户的基础上，我们一直致力于相关产品的持续开发和不断完善，基于“圆周运动采集数据的拍长测试仪”发明专利2016年初获得授权。又一重要的保偏光纤生产厂家法尔胜业已签约采购。另外，2016年4月完成了-40度-85度带有温控的拍长测试仪的设计工作。此次展会将展示德逸时代科技最新的相关技术，主要包括：
1.保偏光纤串音 (消光比)测试仪,
2. 光纤端面图示仪,
3. 光纤几何尺寸测试仪,
4. 系列化偏振光源,
5. 高速高精度光功率数据采集系统，最小可稳定探测功率达到-75dBm以下，
6. 多模-单模模场匹配光纤连接器，
7. PIN管电参数及光参数To封装，及芯片级特性自动测试系统，
8. 可实现-40度-85度升降温斜率设置，高精度温度控制的小型恒温箱等技术。
其中，最具先进性的是高速高精度弱光功率数据采集系统，目前可以实现-75dBm以下光功率的稳定测量。在Pin管的暗电流测量，温度特性研究方面具有重大的意义。特别是在暗电流测量，13pW量级，达到优于千分之五，实测小于千分之三的水平。可扩展的小电流测量，电阻测量，高精度温度测量均展现出极其广阔的应用前景。如，100欧姆电阻测量实现万分之一的重复性。在环境温度补偿后，冰点0度测量温度的稳定性超过0.001度。
此次展会，展示了德逸时代科技最新的技术状态，更重要的是与行业同仁的会面，共同探讨了行业发展的前景。其中，光纤传感领域终身成就奖的张惟叙教授，每次展览都亲临我们的展台，给予我们工作耐心的指导，也特别讨论了我们的高精度保偏光纤拍长技术。并介绍了张老师指导完成的不同拍长的光纤导致的陀螺性能的差异，及实验情况。我们也期待光纤陀螺特性与拍长相关性的进一步实验验证。同时我们在展会中，新结识了烽火科技的罗文勇副总经理，亨通集团陈伟总工程师，长盈通光电的廉正刚总工程师，北京四方光电的刘海锋项目经理，上海瀚宇的张瑞新总经理等各公司技术负责人。也见到了很多的熟悉的老先生和故友，一同回顾过去，展望未来当是每次展会的最大收获。期待与你们再次相会。
这是一个光纤传感的盛会，当然更多地论及了保偏光纤的特性。由于保偏光纤之所以保偏的实质是由于应力导致的双折射，其特性只能由其本征参数-拍长确定。更小拍长的光纤对应了更大的双折射，也就对应了对外界干扰更强的抵抗能力。这次展会可以看到众多保偏光纤的厂家都推出了1.5mm左右拍长的保偏光纤，似乎也印证了对保偏光纤特性更深的理解。实际上，自我们2005年开始压力法保偏光纤拍长测试仪研发以来，我们一直主张的偏振噪声的概念，是与保偏光纤的本征参数-拍长，息息相关的。很显然在我们尚不能全面掌控偏振噪声特性时，如不同温度，不同振动条件下的偏振噪声频谱（尚未见到相关的文献报道），在一个惯性组合中使用越高度一致拍长的保偏光纤，实际上也将极大地同化噪声频谱的一致性，也就是补偿的一致性。特别是，我们已经对几家重要的保偏光纤生产厂家，提出了同一用户，分配同一拍长保偏光纤的建议。时值今日，当保偏光纤拍长的测量重复性提升至0.01mm后，如果一个惯性组合中的三个保偏光纤环圈，我们依然忽视其拍长的一致性，甚至可能是1.5mm，1.9mm，2.2mm不同拍长的环圈，根本上就是忽视了陀螺所依赖的传感介质的最本质特性。没有什么疑问，使用0.01mm拍长一致的环圈，应该是今后陀螺研究者首先提出的最低要求。另一方面，只要你选择了合理拍长且具有0.01mm拍长一致的光纤环圈，那么对于串音（消光比）的关注是可以忽视的。因为无论1.5mm，或2.3mm拍长等的保偏光纤，甚至是普通单模光纤，如2m长度的串音，在稳定状态下甚至都会有相同的数值，而并不能实质区分。而只有高度一致拍长的保偏光纤则不论在稳定状态，还是温度，振动变化状态下，都从本质上展示出其保偏特性的一致性。由此从串音关注到拍长关注，应该是光纤传感十分重要的转折。我们从1994年开始保偏光纤的生产工艺，环圈绕制，特性测试等研究工作，实现了我国光纤陀螺环圈绕制技术的突破。以及2001年开始其后近十年光纤光学理论的学习，都支持我们做出研制高精度压力法保偏光纤拍长测试仪的决定。这是我们做出的一个正确的已经实现的目标。
我们追求高精度保偏光纤拍长测量的另一个方面，是基于光纤电流传感等相位相关测量使用的光纤波片的应用。10mm，甚至20mm以上拍长的保偏光纤显然在光纤波片制作上具有优势，而精确测量则是其必须解决的首要问题。为此我们于2012年提出的“基于圆周运动采集数据的拍长测试仪”发明专利技术，也于2016年初获得发明专利授权。相信在光纤波片生产的自动化方面将改变，全人工且每天只能制作几只的历史。每天几百只光纤四分之一波片的生产也将会顺利实现。继光纤陀螺作为最成功的光纤传感应用之后，在光纤电流传感方面，我们的研究成果也将具有极其重要的产业化意义。
关于PMD偏振模色散法测量保偏光纤拍长与压力法测量保偏光纤拍长的区别，尽管二者均不能作为保偏光纤双折射参数的直接测量方法，但压力法基于对光纤中光功率沿长度方向位置变化的实际光功率分布的测量，实现了保偏光纤的拍长测量。压力法获得的光功率周期变化规律的分布，与拍长一一对应，显然压力法是一种比PMD偏振模色散法更接近双折射测量的直接测量方法。实际上从“拍长”本身的概念，应该可以看作是一种直接测量的方法。而偏振模色散法或者干涉法，基于快慢轴传输的时间延迟测量，特别是ps单位时间测量，其直接性，可靠性，成本都不应作为保偏光纤拍长测量的首先。很显然，压力法的拍长测试结果可用于对PMD法测量结果的校准，这更符合测量的基本原理。
实际上，无论在光纤电流传感，还是光纤惯性组合中，具有精确测量的保偏光纤拍长参数的基础元件，是其走向产品化过程的第一要务。这是我们为此努力了10多年的意义所在。很欣慰的是，这次展览会，我们已经体会到了这种变化。随着亨通，长飞，法尔胜等保偏光纤厂家使用或从PMD测量拍长转而选择我们的压力法高精度拍长测量设备，以及感受到的烽火等保偏光纤生产和使用厂家的关注，期待我们的产品在我国光纤传感产业化的路上，做出更有意义的贡献。
期待下次展会与您再见！
德逸时代（天津）科技有限公司
张德生 2016年5月16日