[发明专利]萨格奈克式光纤电流传感器及其电流检测方法

权利要求书

1.一种萨格奈克式光纤电流传感器，其特征在于，包括：

光源；

光环形器，其与所述光源连接；

探测器，其与所述光环形器连接；

起偏分光调制装置，其与所述光环形器连接；

传感光纤，其与所述起偏分光调制装置连接，所述传感光纤环围绕待测电流；

四分之一波片，其设置在所述传感光纤的两端，用于连接所述传感光纤和所述起偏分光调制装置；

波片，其耦合在所述传感光纤中。

2.如权利要求1所述的萨格奈克式光纤电流传感器，其特征在于，所述光环形器包括第一端口、第二端口和第三端口，所述光源的尾纤与所述第一端口连接，所述起偏分光调制装置与所述第二端口连接，所述探测器的尾纤与所述第三端口连接；

其中，所述光环形器中的光从所述第一端口进入，从所述第二端口射出；所述光环形器的光从所述第二端口进入，从所述第三端口射出。

3.如权利要求1所述的萨格奈克式光纤电流传感器，其特征在于，所述四分之一波片包括第一四分之一波片和第二四分之一波片，所述起偏分光调制装置包括第一输出端口和第二输出端口，所述第一四分之一波片和所述第二四分之一波片分别设置在所述传感光纤的两端，所述第一输出端口与所述第一四分之一波片连接，所述第二输出端口与所述第二四分之一波片连接。

4.如权利要求3所述的萨格奈克式光纤电流传感器，其特征在于，还包括线保偏延迟光纤，其设置在所述起偏分光调制装置和所述传感光纤环之间；

其中，位于所述第一输出端口处的保偏延迟光纤的尾纤与所述第一四分之一波片的快轴呈22.5～67.5°，位于所述第二输出端口处的保偏延迟光纤的尾纤与所述第二四分之一波片的快轴呈112.5～157.5°，或者位于所述第一输出端口处的保偏延迟光纤的尾纤与所述第一四分之一波片的快轴呈112.5～157.5°，位于所述第二输出端口处的保偏延迟光纤的尾纤与所述第二四分之一波片的快轴呈22.5～67.5°。

5.如权利要求4所述的萨格奈克式光纤电流传感器，其特征在于，位于所述第一输出端口处的保偏延迟光纤的尾纤与所述第一四分之一波片的快轴呈45°，位于所述第二输出端口处的保偏延迟光纤的尾纤与所述第二四分之一波片的快轴呈135°，或者位于所述第一输出端口处的保偏延迟光纤的尾纤与所述第一四分之一波片的快轴呈135°，位于所述第二输出端口处的保偏延迟光纤的尾纤与所述第二四分之一波片的快轴呈45°。

6.如权利要求1所述的萨格奈克式光纤电流传感器，其特征在于，所述起偏分光调制装置为同时具有起偏、分光及相位调制功能的器件，或者为分别具有起偏、分光及相位调制功能的多个器件组合而成，其中，起偏、分光及相位调制功能的顺序可以变换。

7.如权利要求1所述的萨格奈克式光纤电流传感器，其特征在于，所述传感光纤为退火光纤、扭光纤及旋转光纤中的一种。

8.如权利要求1所述的萨格奈克式光纤电流传感器，其特征在于，所述四分之一波片为光纤式波片、玻璃式波片或者晶体式波片，所述波片为光纤式波片、玻璃式波片或者晶体式波片。

9.如权利要求1所述的萨格奈克式光纤电流传感器，其特征在于，所述波片耦合在所述传感光纤的中部，所述传感光纤的双线同向围绕待测电流。

10.一种如权利要求1至9中任意一项所述的萨格奈克式光纤电流传感器的电流检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，开启光源，光源发出的光由光环形器的第一端口进入光环形器，通过光环形器的第二端口射出；

步骤二，由第二端口射出的光进入起偏分光调制装置，起偏为线偏振光，所述线偏振光包括第一束线偏振光和第二束线偏振光；

步骤三，第一束线偏振光从起偏分光调制装置的第一输出端口射出，经过第一四分之一波片转换为圆偏振光或椭圆偏振光后，再经过一半的传感光纤，在半波片处该圆偏振光或椭圆偏振光的旋向转换，再经过另一半的传感光纤，经过第二四分之一波片转换为线偏振光，从起偏分光调制装置的第二输出端口返回起偏分光调制装置；

第二束线偏振光从起偏分光调制装置的第二输出端口射出，经过第二四分之一波片转换为圆偏振光或椭圆偏振光后，再经过一半的传感光纤，在半波片处该圆偏振光或椭圆偏振光的旋向转换，再经过另一半的传感光纤，经过第一四分之一波片转换为线偏振光，从起偏分光调制装置的第一输出端口返回起偏分光调制装置；

步骤四，返回起偏分光调制装置的两束光，在起偏分光调制装置处发生干涉，并由光环形器的第二端口进入光环形器，由光环形器的第三端口射出进入探测器；

步骤五：由探测器检测出变化的光强，经处理后得到待测电流数值、相位、方向。