[发明专利]一种双Mach-Zehnder光纤干涉系统的干涉信号相关性调节方法

说明书

技术领域

本发明属于干涉信号相关性调节技术领域，尤其涉及的是一种双Mach-Zehnder光纤干涉系统的干涉信号相关性调节方法。

背景技术

双路Mach-Zehnder光纤干涉原理如图1所示，系统由分布反馈半导体激光器(DFB-LD)10、光隔离器11、光纤耦合器和光电探测器12及光电探测器13组成，其中三个光纤臂包括传感臂14、参考臂15、延时臂16的长度可以达到50km，其余光纤长度很短(1m左右)，在定位计算时可以忽略不计。

该光纤振动测试系统工作过程为：DFB激光器10发出的窄线宽激光进入3dB耦合器C1。由耦合器C1分出两路光，其中一路经隔离器11后进入由耦合器C2和耦合器C3组成的M-Z干涉系统沿顺时针方向传输，后经耦合器C4输出到探测器PD213探测，其中隔离器11的作用是为了防止顺时针、逆时针传输的两路光形成Sagnac干涉；另外一路光经耦合器C4沿逆时针方向传输进入由耦合器C3和耦合器C2组成的M-Z干涉系统17，并由耦合器C2输出到探测器PD112探测。当无外界扰动作用时，两探测器输出只有直流分量；当对传感光纤施加外界扰动时，两探测器均可探测到由相位变化所引起的光强波动，从而实现能够检测到振动信号的波形。

当传感光纤中的R处受到扰动时，我们设振动信号沿逆时针(CCW方向)传输到PD1所用的时间为t₁；设振动信号沿顺时针(CW方向)传输到PD2所用的时间为t₂。则CCW方向的传输光路距离为X(由于传感光纤长度远远大于耦合器C2到探测器PD1的距离，因此可忽略输出端距离)；而CW方向的传输光路距离为L₁+L₂-X；则可以得到：

X=12(L1+L2-cnΔt)]]>

其中n为光纤折射率，c为光在真空中速度，Δt为探测器探测到的两路光信号时延。对已经搭设好光缆的场地而言，L₁、L₂是固定的，因此只要能测出两路振动信号之间的时延Δt，就可定位出振动点的位置。

这要求两路振动信号之间的时延Δt，不受相位变化的影响，且两路干涉信号保持良好的相关性。

在长距离双Mach-Zehnder光纤干涉系统，两路干涉信号的强度(光强)跟振动强度和两路信号的相位相关。相位对振动强度的影响如图2所示，两路线偏振光(振动相位A、振动相位B)其相位相差180度，在发生干涉时，其干涉得到的光强是不同的，振动波形A的波峰对应振动波形B的波谷。在实现定位的过程中，两路干涉臂的光信号偏振态是随机变化的，导致两路干涉信号的光相关性低。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种双Mach-Zehnder光纤干涉系统的干涉信号相关性调节方法。

本发明的技术方案如下：

一种双Mach-Zehnder光纤干涉系统的干涉信号相关性调节方法，其中，包括:

由压电陶瓷构成的四个压电挤压器，在各作用方向上成45度角挤压光纤，形成偏振控制器，所述偏振控制器加在光路的延时臂上且是靠近激光器的一端；

通过反馈，让逆时针进入干涉区的光偏振态，与顺时针进入干涉区的光偏振态保持一致。

所述的干涉信号相关性调节方法，其中，所述偏振控制器由四个方向压电陶瓷构成，通过控制各个偏振控制器两极的电压以实现逆时针进入干涉区光的偏振态全方向无死角改变。

所述的干涉信号相关性调节方法，其中，所述压电陶瓷的形变量和提供给压电陶瓷两极的电压相关,通过改变控制电压来改变各个方向的形变量，进而改变压电陶瓷挤压光纤的形变量。

所述的干涉信号相关性调节方法，其中，将逆时针进入干涉区的光偏振态调节与顺时针进入干涉区的光偏振态调节一致，用于让逆时针及顺时针产生的干涉信号保持良好的相关性。