[实用新型]一种双向共光路分布式光纤干涉仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光纤干涉仪，尤其是涉及一种双向共光路分布式光纤干涉仪。 

背景技术

光纤干涉仪是光纤传感和检测技术中的一种基本光学结构，是实现高灵敏度和高精度测量的关键技术。传统的光纤干涉仪主要有Michelson干涉仪、Fabry－Perot干涉仪、环形腔干涉仪和Mach-Zehnder干涉仪，由于这些光纤干涉仪为一端输入、一端输出的单向结构，输出端得到的光干涉信号是沿光纤分布的所有扰动量的积分，无法分离特定距离上的扰动信息，因此这些光纤干涉仪无法实现分布式的检测。

在光纤传感和检测技术日益普及的情况下，有人针对传统的光纤干涉仪存在的技术问题提出了新的光纤干涉仪，如中国公告的专利号为200820085440.1的实用新型专利，其公开了一种双向共光路分布式光纤干涉仪，主要包括光纤分光器、光纤隔离器和传感光纤，两个相同的光纤分光器与传感光纤共同构成等臂长的Mach－Zehnder干涉仪；来自外部系统的激光光源的光经过光纤隔离器后，采用光纤分光器分成等光强的两路，分别经过不同光纤输入到Mach－Zehnder干涉仪的两端，为了使两路干涉信号的附加相位差一致，正反两个方向的光进入构成Mach－Zehnder干涉仪的光纤分光器后，必须通过直通臂直接相连。这种双向共光路分布式光纤干涉仪可以用于光缆、光电复合电缆的外部安全预警和定位，对通信光缆的实时安全报警及准确定位提供光学基本结构，无需在现有的光纤网络上做任何施工，不仅适用于陆地环境，也适用于水下环境，使之使用简单、适用环境广阔。但是，这种双向共光路分布式光纤干涉仪需占用通信光缆中的四根光纤，而在实际工程中通信光缆的光纤使用越来越紧张，这增加了光纤分配的实际困难；另一方面，使用这种双向共光路分布式光纤干涉仪，接收端接收到的光信号较弱，而接收到的光信号较弱会减小探测距离的长度。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种双向共光路分布式光纤干涉仪，其减少了通信光缆中光纤的占用芯数，且能够有效地增大接收端接收到的光信号的信号强度。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种双向共光路分布式光纤干涉仪，包括光纤隔离器、第一光纤分光器及由相同的第二光纤分光器和第三光纤分光器、传感光纤共同构成的等臂长的Mach-Zehnder干涉仪，其特征在于还包括第一光纤环形器和第二光纤环形器；来自外部系统的激光光源的光经过所述的光纤隔离器后进入所述的第一光纤分光器，所述的第一光纤分光器将光分成等光强的两路光，其中一路光通过所述的第一光纤环形器后进入所述的第二光纤分光器，另一路光通过所述的第二光纤环形器后进入所述的第三光纤分光器，进入所述的Mach-Zehnder干涉仪的正反两个方向的光通过直通臂直接相连，所述的第二光纤分光器输出的一路干涉信号通过所述的第一光纤环形器后进入第一接收端，所述的第三光纤分光器输出的另一路干涉信号通过所述的第二光纤环形器后进入第二接收端，所述的第一接收端接收到的干涉信号与所述的第二接收端接收到的干涉信号的波形一致。

所述的第一光纤分光器、所述的第二光纤分光器和所述的第三光纤分光器均采用反射镀膜式光纤分光器。

所述的第一光纤环形器和所述的第二光纤环形器均采用三端口光纤环形器。

所述的第一光纤环形器的第一个端口与所述的第一光纤分光器的第二个端口连接，所述的第一光纤环形器的第二个端口与所述的第二光纤分光器的第一个端口连接，所述的第一光纤环形器的第三个端口与所述的第一接收端连接；所述的第二光纤环形器的第一个端口与所述的第一光纤分光器的第三个端口连接，所述的第二光纤环形器的第二个端口与所述的第三光纤分光器的第一个端口连接，所述的第二光纤环形器的第三个端口与所述的第二接收端连接；所述的第一光纤分光器的第一个端口与所述的光纤隔离器的输出端连接；所述的第二光纤分光器的第二个端口通过传感光纤与所述的第三光纤分光器的第二个端口连接，所述的第二光纤分光器的第三个端口通过传感光纤与所述的第三光纤分光器的第三个端口连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1）从Mach-Zehnder干涉仪的两端输出在外界扰动的情况下波形一致而时延不一致的两路干涉信号，通过测量两路干涉信号的时延，可以分辨出光纤沿线上某处扰动的位置，及给出光纤沿线上某个位置的扰动的距离信息，从而能够实现分布式检测。