[实用新型]激光外差频率可调干涉结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种干涉振动检测结构，尤其涉及一种激光外差频率可调干涉结构。

背景技术

多普勒激光振动检测是一种非接触式的速度、加速度以及位移检测手段，振动检测技术目前应用越来越广泛，而且被检测的振动目标的频率越来越高、速度越来越快、加速度越来越大，这对现有的采用如图1所示的声光移频的多普勒激光振动测量结构是一个极大的考验，因为声光移频器件受器件本身局限，其移频范围不会太大，从而导致调制频率不能太高或速度不能太快。

实用新型内容

本实用新型的目的是为解决目前采用声光移频的多普勒激光振动测量结构移频范围小，从而导致调制频率不能太高或速度不能太快的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种激光外差频率可调干涉结构，包括频率可调激光光源、光开关和驱动单元，所述驱动单元分别与所述频率可调激光光源和光开关连接，所述频率可调激光光源输出端与光开关输入端连接；所述光开关的第一输出端通过光纤与第一分束器输入端连接，光开关的第二输出端通过光纤与第二分束器输入端连接；所述第一分束器的第一输出端通过光纤与第一合束器的第一输入端连接，第一分束器的第二输出端通过光纤连接到第一延时单元后再通过光纤与第一合束器的第二输入端连接；所述第二分束器的第一输出端通过光纤与第二合束器的第一输入端连接，第二分束器的第二输出端通过光纤连接到第二延时单元后再通过光纤与第二合束器的第二输入端连接；第一合束器输出端与振动目标输入端连接，所述振动目标的输出端和第二合束器的输出端分别通过光纤与第三合束器输入端连接；所述驱动单元用于控制所述频率可调激光光源交替输出波长为λ0和λ1的激光，并控制所述光开关选择光路，将波长λ0的激光输入到第一分束器，将波长λ1的激光输入到第二分束器。

进一步地，所述第一延时单元为延时光纤，延时光纤的长度为所述光开关持续时间与光速的乘积。

进一步地，所述第二延时单元为延时光纤，延时光纤的长度为所述光开关持续时间与光速的乘积。

进一步地，所述频率可调激光光源为窄线宽可调谐外腔半导体激光器。

进一步地，所述光开关为1×2型高速光开关。

本实用新型针对传统多普勒激光振动测量结构的缺陷，提出了一种外差频率可调谐的干涉结构，频率调节可以由电压调节来方便地控制，通过该结构可以使外差频率随脉冲调制电压变化而变化，当脉冲电压较低时，外差频率比较低，从而可以提高检测的灵敏度，相反，脉冲电压高，外差频率会变大，可提高系统检测的动态范围。本实用新型可以通过调谐激光器来实现激光移频，得到时分复用的激光移频信号后，通过分光、光延迟以及合束，最后得到所需的外差移频，进而可以测量超高速度，超大幅度的振动信号。本实用新型改变了传统外差检测法的外差移频频率固定的特点，只要通过控制移频驱动器电压高低即可改变激光移频大小，对移频更具灵活性，同时具有光学结构简单和环境适应性好的优点。

附图说明

图1为传统多普勒激光振动测量结构；

图2为本实用新型激光外差频率可调干涉结构示意图；

图3 为驱动单元工作原理图；

图4 为在激光输出光纤中输出激光为波长时分复用；

图5为合束器输入输出信号原理图。

图中：1可调激光光源；2光开关；20、21光纤；3第一光纤分束器；30第二光纤分束器；31、32光纤；4第一延时单元；40第二延时单元；41、42光纤；5第一光纤合束器；50第二光纤合束器；51振动目标；6驱动单元；7第三光纤合束器。

具体实施方式

现在结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成，且其不应理解为对本实用新型的限制。