[发明专利]一种基于激光器的传感器

说明书

技术领域

本发明属于光学传感技术领域，特别涉及一种基于激光器的传感器。

背景技术

现有技术中测量长度、温度、折射率、压力等物理量的微小变化时，通常采用激光相位型干涉法进行测量，基于马赫-曾德尔干涉仪的光学传感器是一种常见利用激光相位型干涉法进行测量的传感器，其原理是将激光器输出的激光分成两束，分别进入干涉仪的两臂中，两路光经过不同的传输路径后再汇合，形成干涉，由探测器检测两束光的相位差，进而确定被测的物理量。由于两个臂的光程量可以受到温度、压力等外在条件的影响，所以，马赫-曾德尔干涉仪可以实现应变、温度等物理量的测量，是许多传感器的重要物理基础。但这种传感器检测的是两束激光的相位差，其检测精度和灵敏度依然有限，需要提供一种新型的高精度、高灵敏度的光学传感器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于激光器的传感器，旨在提高测量精度和灵敏度。

本发明是这样实现的，一种基于激光器的传感器，包括泵浦源、含有增益介质的第一公共段、第二公共段以及通过第一偏振分光单元和第二偏振分光单元并列连接于第一公共段和第二公共段之间的参考段和检测段；

所述第一偏振分光单元和第二偏振分光单元将入射光分为偏振方向不同的第一线偏振光和第二线偏振光，所述第一公共段、第二公共段和参考段形成传输第一线偏振光的第一激光谐振腔，所述第一公共段、第二公共段和检测段形成传输第二线偏振光的第二激光谐振腔；

所述检测段设有能引起光程变化的传感元件，所述第二公共段设有一输出单元或者所述参考段和检测段各设有一输出单元，所述输出单元连接合光单元，所述合光单元连接光电探测器，激光从所述输出单元输出，经过合光后传输至所述光电探测器，在所述合光单元和输出单元之间还设有用于将第一线偏振光和第二线偏振光的偏振态变为一致的偏振态旋转单元。

本发明提供的传感器包括偏振态不同的两个激光谐振腔，这两个激光谐振腔共用包含同一个增益介质的公共段，并且在检测段设置能引起光程变化的传感元件，通过传感元件感应被测物理量，导致检测段传输激光频率发生变化，使两路激光产生频率差，由这两路不同频率的激光发生外差干涉，通过检测频率差确定被测物理量的大小，而由于激光振荡的频率对谐振腔的光程变化非常敏感，因此该传感器的检测灵敏度和精度远高于传统的基于相位差的传感器，并且该传感器的两个谐振腔存在共程的光路，外界环境导致公共段的变化所引起这两个激光器的频率变化基本一致，因此检测频率差值可以抵消这变化，因此该传感器抗干扰能力强，适合用于测量多种物理量的微小变化。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的基于激光器的传感器的结构示意图(一)；

图2是本发明第一实施例提供的基于激光器的传感器的结构示意图(二)；

图3是本发明第一实施例提供的基于激光器的传感器的结构示意图(三)；

图4是本发明第一实施例提供的基于激光器的传感器的结构示意图(四)；

图5是本发明第二实施例提供的基于激光器的传感器的结构示意图；

图6是本发明第三实施例提供的基于激光器的传感器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：