[发明专利]基于环形谐振腔游标效应以提高频率差或波长差测量精度的方法

权利要求书

1.一种基于环形谐振腔游标效应以提高频率差或波长差测量精度的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）选取两个相同的光纤环形谐振腔：第一光纤环形谐振腔和第二光纤环形谐振腔；假设第一光纤环形谐振腔的自由频谱宽度FSR₁和第二光纤环形谐振腔的自由频谱宽度FSR₂不相同，并且第一环形谐振腔的频谱和第二光纤环形谐振腔的频谱在相同的频段内满足两端谐振点对齐时第一光纤环形谐振腔的自由频谱宽度FSR₁的个数比第二光纤环形谐振腔的自由频谱宽度FSR₂的个数少1个，设第二光纤环形谐振腔的自由频谱宽度FSR₂的个数为n个，则第一光纤环形谐振腔的自由频谱宽度FSR₁的个数为（n-1）个，所以有（n-1）·FSR₁=n ·FSR₂；

2）通过示波器或频谱仪精确测出第一光纤环形谐振腔的自由频谱宽度FSR₁的值，则第二光纤环形谐振腔的自由频谱宽度FSR₂的值为：FSR₂=[（n-1）/n]·FSR₁,测量精度为：△k= FSR₁- FSR₂= FSR₁/n，然后再根据公式：FSR=c/（n_eff·L），式中c为光速、取3×10⁸m/s，n_eff为有效折射率是常数、取1.45，进而计算出应设计的第二光纤环形谐振腔的腔长L ₂：L ₂= c/（n_eff·FSR₂）；第二光纤环形谐振腔的腔长L ₂按设计结果设计好后，第一环形谐振腔的频谱和第二环形谐振腔的频谱就能基于游标卡尺测量原理对频率差或波长差进行精确测量，其中，第一环形谐振腔的频谱作为标尺频谱、第二光纤环形谐振腔的频谱作为游尺频谱、第一环形谐振腔的频谱和第二环形谐振腔的频谱在相同频段内端部的第一个对齐谐振点为起始零点进行读数；

3）改变第二环形谐振腔的外界环境，使得第二光纤环形谐振腔的频谱相对于第一光纤环形谐振腔的频谱进行移动，待第二光纤环形谐振腔的频谱移动完毕后即可进行读数：在作为标尺频谱的第一环形谐振腔的频谱上读出整数部分S₁，在作为游尺频谱的第二光纤环形谐振腔的频谱上读出小数部分S₂，则第二光纤环形谐振腔的频谱移动的精确距离，即第二光纤环形谐振腔频谱的频率差或波长差为：S= S₁+ S₂=x·FSR₁+（m-1）·△k，式中x表示第一环形谐振腔频谱上FSR₁的整数个数、m表示第二光纤环形谐振腔频谱上第m条谱线与第一环形谐振腔频谱上的谱线对齐。