CN113654766A - 单模光纤耦合器相移测量装置、方法、存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光纤技术领域，具体涉及一种单模光纤耦合器相移测量装置、方法、存储介质，旨在解决现有耦合器相移测量方法测量过程繁杂且测量精度较低的问题。本装置包括光谱测量装置，配置为发射扫描光源至混合Sagnac干涉仪；还配置为采集混合Sagnac干涉仪互易端口和非互易端口的干涉光谱信号，并发送至计算模块；混合Sagnac干涉仪，配置为对输入的扫描光源进行分束，经保偏光纤后产生干涉光谱信号并输出；计算模块，配置为基于接收的干涉光谱信号提取谷值波长，计算单模光纤耦合器的相移值。本发明大大降低了耦合器相移的复杂度，并提高了测量精度。
Description
技术领域
本发明属于光纤技术领域，具体涉及一种单模光纤耦合器相移测量装置、方法、存储介质。
背景技术
光纤耦合器是一种对光信号进行功率或波长分配的光无源器件，是光纤通信和传感***实现全光纤化的必需器件，可以极大地降低光纤***的损耗和体积，提高***的稳定性。对于单模光纤耦合器，其主要性能指标有附加损耗、分光比、工作波长等，但在一些光纤干涉***、光纤陀螺等应用场合，除上述指标外，耦合器各端口之间的相位关系也会对传感***的的性能产生明显影响，确定光纤耦合器的耦合相移特性对提高干涉型光纤传感检测***的性能具有重要价值。
耦合器相移的理论分析只能根据其本征特性确定相移的最大变化范围，无法得到相移的确切值，且耦合器的相移易受温度、光波长等外界因素的影响，准确的相移值必须通过实验检测来确定。
目前已有的相移检测方案均基于M-Z干涉结构，需对光源或参考臂施加调制信号，且通过各端口输出光的强度解调来计算得到相移值，检测精度受到光电转换、光路损耗、分光耦合器性能、调制信号等因素的影响，存在较大误差。虽然通过后续的Bessel展开、傅里叶变换等信号处理算法可减小部分误差，但解调算法较为复杂，需要大量的数学运算，且对调制信号的要求较高，不便于使用。基于此，本发明提出了一种单模光纤耦合器相移测量装置、方法、存储介质。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有耦合器相移测量方法测量过程繁杂且测量精度较低的问题，本发明第一方面，提出了一种单模光纤耦合器相移测量装置，该装置包括：光谱测量装置、混合Sagnac干涉仪、计算模块；所述光谱测量装置分别与所述计算模块、所述混合Sagnac干涉仪连接；
所述光谱测量装置，配置为发射扫描光源至所述混合Sagnac干涉仪；还配置为采集混合Sagnac干涉仪互易端口和非互易端口的干涉光谱信号，并发送至所述计算模块；
所述混合Sagnac干涉仪基于N×N单模光纤耦合器和保偏光纤组成，所述保偏光纤与N×N单模光纤耦合器同侧尾纤相连形成Sagnac环；所述混合Sagnac干涉仪，配置为对输入的扫描光源进行分束，经保偏光纤后产生干涉光谱信号并输出；
所述计算模块，配置为基于接收的干涉光谱信号提取谷值波长，计算N×N单模光纤耦合器的相移值。
在一些优选的实施方式中，所述单模光纤耦合器相移测量装置还包括光纤隔离器：
所述光纤隔离器，配置为将非互易端口设为单向测量通道，消除所述光谱测量装置的扫描光源对所述非互易端口输出的干涉光谱的影响。
在一些优选的实施方式中，所述保偏光纤与N×N单模光纤耦合器同侧尾纤相连的方式为连接、对接、熔接的任一种。
在一些优选的实施方式中，所述混合Sagnac干涉仪互易端口和非互易端口的干涉光谱信号，其表达式为：
其中，PRP(λ)和PNRP(λ)分别表示互易端口和非互易端口输出的干涉光谱信号，
为N×N单模光纤耦合器的相移值，2πΔnL/λ为Sagnac环中保偏光纤偏振模式间的位相差，Δn为保偏光纤快慢轴的折射率差，L为保偏光纤的长度，λ为入射光波长，P0为输出光功率的强度系数。
在一些优选的实施方式中，所述互易端口输出干涉光谱信号的位相差为Sagnac环中保偏光纤偏振模式间的位相差；所述非互易端口输出干涉光谱信号的位相差为保偏光纤偏振模式间的位相差与两倍的N×N单模光纤耦合器的相移之和。
在一些优选的实施方式中，“基于接收的干涉光谱信号提取谷值波长，计算N×N单模光纤耦合器的相移值”，其方法为：
提取互易端口的干涉光谱信号中相邻2个谷值波长，作为第一谷值波长、第三谷值波长；提取非互易端口的干涉光谱信号中处于第一谷值波长、第三谷值波长之间的谷值波长，作为第二谷值波长；
基于所述第一谷值波长、所述第二谷值波长和所述第三谷值波长，计算待测单模光纤耦合器的相移值。
在一些优选的实施方式中，“基于所述第一谷值波长、所述第二谷值波长和所述第三谷值波长，计算待测单模光纤耦合器的相移值”，其方法为：
其中，λ1、λ3为互易端口的干涉光谱信号中相邻的2个谷值波长，即第一谷值波长、第三谷值波长，λ2为非互易端口的干涉光谱信号中处于第一谷值波长、第三谷值波长之间的谷值波长，即第二谷值波长。
本发明的第二方面，提出了一种单模光纤耦合器相移测量方法，基于上述的单模光纤耦合器相移测量装置，该方法包括以下步骤：
步骤S100，采集混合Sagnac干涉仪互易端口和非互易端口的干涉光谱信号，作为输入信号；
步骤S200，提取互易端口的干涉光谱信号中相邻2个谷值波长，作为第一谷值波长、第三谷值波长；提取非互易端口的干涉光谱信号中处于第一谷值波长、第三谷值波长之间的谷值波长，作为第二谷值波长；
步骤S300，基于所述第一谷值波长、所述第二谷值波长和所述第三谷值波长，计算待测单模光纤耦合器的相移值。
本发明的第三方面，提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于被所述计算机执行以实现权利要求上述的单模光纤耦合器相移测量方法。
本发明的有益效果：
本发明大大降低了耦合器相移的复杂度，并提高了测量精度，为单模光纤耦合器相移的定量精确测试和分析提供了有效的手段。
1)本发明基于混合Sagnac干涉仪互易端口和非互易端口输出干涉光谱信号的谷值波长与单模耦合器相移的关系，通过提取互易端口光谱中相邻2个谷值波长和非互易端口光谱中处于上述相邻2个谷值波长之间的谷值波长，计算得到单模光纤耦合器的相移值。检测装置由混合Sagnac干涉仪、光谱测量装置和计算模块组成，无需外加调制信号，利用波长调制解调的方式实现耦合器相移的检测，相对强度解调具有更好的抗干扰性及检测精度。该测量方法和装置结构简单，易于实现、适应性强，测量精度高，且避免了光源、探测器、以及环境波动带来的干扰，降低了对检测装置硬件性能的要求，可用于2×2、3×3耦合器和其它多端口耦合器相移的精确测量，具有很高的实用价值。
2)本发明所提出的测量装置和方法得到的耦合器相移检测最大误差为0.0136°，相对已有方案提高了一个数量级，测量结果更加准确可靠。
附图说明
通过阅读参照以下附图所做的对非限制性实施例所做的详细描述，本申请的其他特征、目的和优点将会变得更明显。
图1是本发明一种实施例的单模光纤耦合器相移测量装置的框架示意图；
图2是本发明一种实施例的基于单模光纤耦合器相移测量装置理论输出的干涉光谱信号的示意图；
图3是本发明一种实施例的3×3单模光纤耦合器相移检测装置的示意图；
图4是本发明一种实施例的应用于2×2单模光纤耦合器相移检测的实验装置示意图；
图5是本发明一种实施例的应用于2×2单模光纤耦合器相移检测实验输出的干涉光谱信号图；
图6是本发明一种实施例的应用于3×3单模光纤耦合器相移检测的实验装置示意图；
图7是本发明一种实施例的应用于3×3单模光纤耦合器相移检测实验输出的干涉光谱信号图；
附图标记列表：
1为光谱测量装置，2为2×2单模光纤耦合器，4为保偏光纤，5为光纤连接点，8为计算模块，9为3×3单模光纤耦合器，16为光纤隔离器，17为光纤光谱解调仪，18为计算机，3、6、7、10-15为单模光纤耦合器的端口标号。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明的一种单模光纤耦合器相移测量装置，该装置包括：光谱测量装置、混合Sagnac干涉仪、计算模块；所述光谱测量装置分别与所述计算模块、所述混合Sagnac干涉仪连接；
所述光谱测量装置，配置为发射扫描光源至所述混合Sagnac干涉仪；还配置为采集混合Sagnac干涉仪互易端口和非互易端口的干涉光谱信号，并发送至所述计算模块；
所述混合Sagnac干涉仪基于N×N单模光纤耦合器和保偏光纤组成，所述保偏光纤与N×N单模光纤耦合器同侧尾纤相连形成Sagnac环；所述混合Sagnac干涉仪，配置为对输入的扫描光源进行分束，经保偏光纤后产生干涉光谱信号并输出；
所述计算模块，配置为基于接收的干涉光谱信号提取谷值波长，计算N×N单模光纤耦合器的相移值。
为了更清晰地对本发明单模光纤耦合器相移测量方法进行说明，下面结合附图对本发明方法一种实施例中各步骤进行展开详述。
如图1所示，本发明的一种单模光纤耦合器相移测量装置，包括：光谱测量装置1、混合Sagnac干涉仪(包括N×N单模光纤耦合器2和保偏光纤4)、计算模块8，其中，3、6、7为N×N单模光纤耦合器的端口对应的标号，5为光纤接连接点；所述光谱测量装置分别与所述计算模块、所述混合Sagnac干涉仪连接；其中，
所述光谱测量装置，配置为发射扫描光源至所述混合Sagnac干涉仪；还配置为采集混合Sagnac干涉仪互易端口和非互易端口的干涉光谱信号，并发送至所述计算模块；
在本实施例中，所述光谱测量装置可以是光谱仪、光纤光谱解调仪；所述光谱测量装置，配置为发射扫描光源至所述混合Sagnac干涉仪；还配置为采集混合Sagnac干涉仪互易端口和非互易端口的干涉光谱信号，并发送至所述计算模块。
所述混合Sagnac干涉仪基于N×N单模光纤耦合器和保偏光纤组成，所述保偏光纤与N×N单模光纤耦合器同侧尾纤相连形成Sagnac环；所述混合Sagnac干涉仪，配置为对输入的扫描光源进行分束，经保偏光纤后产生干涉光谱信号并输出；
在本实施例中，混合Sagnac干涉仪基于N×N单模光纤耦合器和保偏光纤组成，保偏光纤与N×N单模光纤耦合器同侧尾纤相连形成Sagnac环。保偏光纤与N×N单模光纤耦合器同侧尾纤相连的方式为连接、对接、熔接中的任一种。
所述混合Sagnac干涉仪，具体用于：经N×N单模光纤耦合器将光谱测量装置发射的扫描光源分为两束光，并分别沿Sagnac环相向传输，在混合Sagnac环中，由于保偏光纤中的两个偏振模式传输速度不同而产生位相差，在N×N单模光纤耦合器中相遇发生干涉，从互易端口和非互易端口分别输出干涉光谱信号。其中，互易端口输出干涉光谱信号的位相差为Sagnac环中保偏光纤偏振模式间的位相差；非互易端口输出干涉光谱信号的位相差为保偏光纤偏振模式间的位相差与两倍的N×N单模光纤耦合器的相移之和。互易端口和非互易端口的输出干涉光谱信号可表示为：
其中，PRP(λ)和PNRP(λ)分别表示互易端口和非互易端口输出的干涉光谱信号，
为N×N单模光纤耦合器的相移值，2πΔnL/λ为Sagnac环中保偏光纤偏振模式间的位相差，Δn为保偏光纤快慢轴的折射率差，L为保偏光纤的长度，λ为入射光波长，P0为输出光功率的强度系数。
本发明中对单模光纤耦合器的端口数无限制，可以是2×2单模光纤耦合器、3×3单模光纤耦合器、或其它多端口单模光纤耦合器。如图1所示，对2×2单模光纤耦合器2的相移进行检测时，单模光纤耦合器2同侧的两根尾纤3分别和保偏光纤4的两端连接形成混合Sagnac环。扫描光源源从待测的单模光纤耦合器的端口6输入，经单模光纤耦合器后分为两束光在混合Sagnac环中相向传输，又在耦合器中相遇产生干涉光谱信号，光谱测量装置1同时采集互易端口6和非互易端口7射出的干涉光谱信号。
同理，如图3所示，对3×3单模光纤耦合器9的相移进行检测时，单模光纤耦合器9同侧的任意两根尾纤与保偏光纤4连接构成混合Sagnac环，扫描光源从待测的单模光纤耦合器的端口11输入，经单模光纤耦合器后分为三束，与保偏光纤相连接的两束光在混合Sagnac环中相向传输，又在单模光纤耦合器中相遇产生干涉光谱信号，光谱测量装置1同时采集互易端口(即互易端的端口，其他图中同理)11和非互易端口10、12(即非互易端的端口，其他图中同理)射出的干涉光谱信号。
所述保偏光纤可以为熊猫型保偏光纤、领结型保偏光纤、保偏光子晶体光纤或其它任何类型保偏光纤。
所述计算模块，配置为基于接收的干涉光谱信号提取谷值波长，计算N×N单模光纤耦合器的相移值。
在本实施例中，计算模块可以是计算机、单片机，或其它微处理模块，用于提取互易端口的干涉光谱信号中相邻2个谷值波长，作为第一谷值波长、第三谷值波长；提取非互易端口的干涉光谱信号中处于第一谷值波长、第三谷值波长之间的谷值波长，作为第二谷值波长；其中，第一谷值波长、第三谷值波长之间只存在唯一的一个波谷，所以第一谷值波长、第三谷值波长之间的谷值波长(即第二谷值波长)是唯一的；基于所述第一谷值波长、所述第二谷值波长和所述第三谷值波长，计算N×N单模光纤耦合器的相移值。
其中，计算N×N单模光纤耦合器的相移值的过程，如式(3)所示：
其中，λ1、λ3为互易端口的干涉光谱信号中相邻的2个谷值波长，即第一谷值波长、第三谷值波长，λ2为非互易端口的干涉光谱信号中处于第一谷值波长、第三谷值波长之间的谷值波长，即第二谷值波长。
本发明中测量N×N单模光纤耦合器的相移值的原理在于：
以2×2单模光纤耦合器的相移值测量为例，如附图1所示，扫描光源从待测的单模光纤耦合器的一端输入，经单模光纤耦合器后分为两束光分别沿Sagnac环相向传输，在混合Sagnac环中，由于保偏光纤中的两个偏振模式传输速度不同而产生位相差，在耦合器中相遇发生干涉，从互易端口和非互易端口分别输出干涉光谱信号。
由光谱测量装置同时采集混合Sagnac干涉仪的互易端口和非互易端口输出干涉光谱，典型的2×2单模光纤耦合器测量输出光谱如图2所示，图2中的光谱即干涉光谱信号，理想情况下，2×2单模光纤耦合器耦合相移为90°，互易端与非互易端的相对相位差，即非互易相移为
因此两输出干涉光谱互补，同一光谱曲线上相邻峰值(或谷值)波长对应的相位差为2π，不同光谱曲线上相邻峰值(谷值)波长对应的相位差即为非互易的耦合器相移，结合式(1)、(2)推导可得，耦合器相移的计算公式如下：
耦合相移的检测精度由谷值波长测量精度决定，设光谱仪的波长定位精度为eλ＝1pm，代入理论光谱的典型值λ1＝1546.041nm，λ2＝1553.696nm，λ3＝1562.240nm，则根据误差分析理论，可得利用上述检测方法得到的耦合器相移检测的极限误差为：
另外，所述单模光纤耦合器相移测量装置还包括光纤隔离器；所述光纤隔离器，配置为将非互易端口设为单向测量通道，消除所述光谱测量装置的扫描光源对所述非互易端口输出的干涉光谱(即干涉光谱信号)的影响。即消除光谱测量装置的扫描光源对图4中的CH4通道、图6中的CH1、CH4通道的干涉光谱的影响。
除此之外，本发明中给出了应用于2×2单模光纤耦合器相移检测的具体实施方案以及应用于3×3单模光纤耦合器相移检测的具体实施方案。具体如下：
图4给出了采用光纤光谱解调仪17搭建的2×2单模光纤耦合器相移检测装置结构示意图，包括光纤光谱解调仪17，隔离器16，待测的2×2单模光纤耦合器2，保偏光纤4，以及用于信号处理的计算机18。光纤光谱解调仪中集成有1510-1590nm的扫描光源，由通道1入射至2×2单模光纤耦合器的端口6，经单模光纤耦合器2后进入混合Sagnac干涉环中传输，在单模光纤耦合器中产生干涉光谱信号后从互易端口6和非互易端口7分别输出至光纤光谱解调仪17的检测通道1和通道4，采集到的干涉光谱信号如图5所示，将干涉光谱信息输入计算机18中，提取单模光纤耦合器工作波长1550nm附近互易端口光谱中相邻2个谷值波长λ1＝1542.244nm、λ3＝1559.281nm，以及非互易端口光谱中处于上述相邻2个谷值波长之间的谷值波长λ2＝1550.648nm，根据公式(3)计算得到该2×2单模光纤耦合器相移为
取在同一条件下多次检测的平均值作为该单模光纤耦合器实际相移值，可得2×2单模光纤耦合器的实际相移值相对90°的理论相移值有所偏差。
图6给出了采用光纤光谱解调仪17搭建的3×3单模光纤耦合器相移检测装置结构示意图，包括光纤光谱解调仪17，隔离器16，待测的3×3单模光纤耦合器9，保偏光纤4，以及用于信号处理的计算机18。在3×3单模光纤耦合器9的端口13-15中任选两端口与保偏光纤4连接构成混合Sagnac干涉环。光纤光谱解调仪中集成的扫描光源(1510-1590nm)由通道2入射至3×3单模光纤耦合器的端口11，经单模光纤耦合器9后进入混合Sagnac干涉环中传输，在单模光纤耦合器中产生干涉光谱信号后从互易端口11和非互易端口10、12分别输出至光纤光谱解调仪17的检测通道1、通道2和通道4，采集到的三组干涉光谱信号如图7所示，将干涉光谱信号输入计算机18中，提取单模光纤耦合器工作波长1550nm附近互易端口光谱中相邻2个谷值波长λ1＝1542.941nm、λ3＝1559.358nm，以及两个非互易端口光谱中处于上述相邻2个谷值波长之间的谷值波长λ21＝1548.517nm和λ22＝1553.946nm，根据公式(3)计算得到该3×3单模光纤耦合器的两非互易端口相对互易端口的相移分别为
可得3×3单模光纤耦合器的实际相移值相对120°的理论相移值也有所偏差。
需要说明的是，上述实施例提供的单模光纤耦合器相移测量装置，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称，仅仅是为了区分各个模块或者步骤，不视为对本发明的不当限定。
本发明第二实施例的一种单模光纤耦合器相移测量方法，基于上述的单模光纤耦合器相移测量装置，该方法包括以下步骤：
步骤S100，采集混合Sagnac干涉仪互易端口和非互易端口的干涉光谱信号，作为输入信号；
步骤S200，提取互易端口的干涉光谱信号中相邻2个谷值波长，作为第一谷值波长、第三谷值波长；提取非互易端口的干涉光谱信号中处于第一谷值波长、第三谷值波长之间的谷值波长，作为第二谷值波长；
步骤S300，基于所述第一谷值波长、所述第二谷值波长和所述第三谷值波长，计算待测单模光纤耦合器的相移值。
所述技术领域的技术人员可以清楚的了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***具体的工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本发明第三实施例的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于被所述计算机执行以实现权利要求上述的单模光纤耦合器相移测量方法。
所述技术领域的技术人员可以清楚的了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的计算机可读存储介质的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实例中的对应过程，在此不再赘述。
本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块、方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，软件模块、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序。
术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种单模光纤耦合器相移测量装置，其特征在于，该装置包括：光谱测量装置、混合Sagnac干涉仪、计算模块；所述光谱测量装置分别与所述计算模块、所述混合Sagnac干涉仪连接；
所述光谱测量装置，配置为发射扫描光源至所述混合Sagnac干涉仪；还配置为采集混合Sagnac干涉仪互易端口和非互易端口的干涉光谱信号，并发送至所述计算模块；
所述混合Sagnac干涉仪基于N×N单模光纤耦合器和保偏光纤组成，所述保偏光纤与N×N单模光纤耦合器同侧尾纤相连形成Sagnac环；所述混合Sagnac干涉仪，配置为对输入的扫描光源进行分束，经保偏光纤后产生干涉光谱信号并输出；
所述计算模块，配置为基于接收的干涉光谱信号提取谷值波长，计算N×N单模光纤耦合器的相移值。
2.根据权利要求1所述的单模光纤耦合器相移测量装置，其特征在于，所述单模光纤耦合器相移测量装置还包括光纤隔离器；
所述光纤隔离器，配置为将非互易端口设为单向测量通道，消除所述光谱测量装置的扫描光源对所述非互易端口输出的干涉光谱的影响。
3.根据权利要求1所述的单模光纤耦合器相移测量装置，其特征在于，所述保偏光纤与N×N单模光纤耦合器同侧尾纤相连的方式为连接、对接、熔接的任一种。
4.根据权利要求1所述的单模光纤耦合器相移测量装置，其特征在于，所述混合Sagnac干涉仪互易端口和非互易端口的干涉光谱信号，其表达式为：
其中，PRP(λ)和PNRP(λ)分别表示互易端口和非互易端口输出的干涉光谱信号，
为N×N单模光纤耦合器的相移值，2πΔnL/λ为Sagnac环中保偏光纤偏振模式间的位相差，Δn为保偏光纤快慢轴的折射率差，L为保偏光纤的长度，λ为入射光波长，P0为输出光功率的强度系数。
5.根据权利要求4所述的单模光纤耦合器相移测量装置，其特征在于，所述互易端口输出干涉光谱信号的位相差为Sagnac环中保偏光纤偏振模式间的位相差；所述非互易端口输出干涉光谱信号的位相差为保偏光纤偏振模式间的位相差与两倍的N×N单模光纤耦合器的相移之和。
6.根据权利要求4所述的单模光纤耦合器相移测量装置，其特征在于，“基于接收的干涉光谱信号提取谷值波长，计算N×N单模光纤耦合器的相移值”，其方法为：
提取互易端口的干涉光谱信号中相邻2个谷值波长，作为第一谷值波长、第三谷值波长；提取非互易端口的干涉光谱信号中处于第一谷值波长、第三谷值波长之间的谷值波长，作为第二谷值波长；
基于所述第一谷值波长、所述第二谷值波长和所述第三谷值波长，计算待测单模光纤耦合器的相移值。
7.根据权利要求6所述的单模光纤耦合器相移测量装置，其特征在于，“基于所述第一谷值波长、所述第二谷值波长和所述第三谷值波长，计算待测单模光纤耦合器的相移值”，其方法为：
其中，λ1、λ3为互易端口的干涉光谱信号中相邻的2个谷值波长，即第一谷值波长、第三谷值波长，λ2为非互易端口的干涉光谱信号中处于第一谷值波长、第三谷值波长之间的谷值波长，即第二谷值波长。
8.一种单模光纤耦合器相移测量方法，基于权利要求1-7任一项所述的单模光纤耦合器相移测量装置，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤S100，采集混合Sagnac干涉仪互易端口和非互易端口的干涉光谱信号，作为输入信号；
步骤S200，提取互易端口的干涉光谱信号中相邻2个谷值波长，作为第一谷值波长、第三谷值波长；提取非互易端口的干涉光谱信号中处于第一谷值波长、第三谷值波长之间的谷值波长，作为第二谷值波长，作为第二谷值波长；
步骤S300，基于所述第一谷值波长、所述第二谷值波长和所述第三谷值波长，计算待测单模光纤耦合器的相移值。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于被所述计算机执行以实现权利要求8所述的单模光纤耦合器相移测量方法。
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