[发明专利]一种基于直波导-反馈波导-环-直波导的高灵敏度谐振系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于直波导-反馈波导-环-直波导的高灵敏度谐振系统，属于光学领域。

背景技术

谐振腔被广泛应用于计量、光学传感、量子信息处理和生物医学工程等方面，光纤谐振腔由于具有如体积小、重量轻、结构简单、耗电少和便于连接计算机等优点，在测量温度、折射率、速度、加速度声场、电场、压力和应变等方面有着广泛应用，并且在生物、化学以及环境监测领域，在高电压、强电磁干扰的条件下，或者在狭小密闭的空间中，光纤谐振腔都有着不凡的监测和测量能力。现有的光纤谐振腔输出的谱线为在谐振中心频率两侧对称的凹陷型透射谱线，随着社会的发展和科技的进步，在很多时候已经无法满足高精度的测量要求。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的光纤谐振腔测量精度不足的问题，提出了一种基于直波导-反馈波导-环-直波导的高灵敏度谐振系统。

本发明所述的一种基于直波导-反馈波导-环-直波导的高灵敏度谐振系统，它包括激光器1、衰减器2、隔离器3、偏振控制器4、谐振结构5和探测器6，激光器1的发射端与衰减器2的输入端连接，衰减器2的输出端与隔离器3的输入端连接，隔离器3的输出端与谐振结构5的输入端连接，隔离器3的输出端与谐振结构5的输入端之间的光纤上设置有偏振控制器4，谐振结构5的输出端与探测器6的接收端连接；

所述的谐振结构5包括第一耦合器C₁、第二耦合器C₂、第三耦合器C₃和第四耦合器C₄，第一耦合器C₁、第二耦合器C₂和第四耦合器C₄构成了反馈波导，第二耦合器C₂、第三耦合器C₃和第四耦合器C₄构成了环形谐振腔，所述第一耦合器C₁的一个输入端与隔离器3的输出端连接，所述第一耦合器C₁的另一个输入端与第四耦合器C₄的一个输出端连接，所述第一耦合器C₁的一个输出端与探测器6的接收端连接，所述第一耦合器C₁的另一个输出端与第二耦合器C₂的一个输入端连接，所述第二耦合器C₂的一个输出端与第三耦合器C₃的一个输入端连接，所述第三耦合器C₃的一个输出端与第四耦合器C₄的一个输入端连接，所述第四耦合器C₄的另一个输出端与第二耦合器C₂的另一个输入端连接；

上述连接均采用光纤连接。

本发明所述的一种基于直波导-反馈波导-环-直波导的高灵敏度谐振系统，全部光纤均为SMF-28型号的单模光纤。

本发明所述的一种基于直波导-反馈波导-环-直波导的高灵敏度谐振系统，所述的环形谐振腔和反馈波导中光纤的总长度比为L_反/L_环＝1.6或L_反/L_环＝1.4，L_反为反馈波导中光纤的总长度，L_环为环形谐振腔中光纤的总长度。

本发明所述的一种基于直波导-反馈波导-环-直波导的高灵敏度谐振系统，所述的第二耦合器C₂与第四耦合器C₄的耦合系数均为0.97，第三耦合器C₃的耦合系数为0.9，第一耦合器C₁的耦合系数的范围为0.2-0.85。

本发明所述的一种基于直波导-反馈波导-环-直波导的高灵敏度谐振系统，所述的激光器1发射的激光的中心波长为1550纳米，且波长在1530纳米至1565纳米的范围内无跳模快速连续可调。

本发明所述的一种基于直波导-反馈波导-环-直波导的高灵敏度谐振系统，所述的第二耦合器C₂与第四耦合器C₄分别位于环形谐振腔水平对称轴的两端。

本发明所述的一种基于直波导-反馈波导-环-直波导的高灵敏度谐振系统，所述的第一耦合器C₁和第三耦合器C₃分别位于谐振结构5的竖直对称轴的两端。