[发明专利]一种光纤干涉式检波器共振频率测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种光纤干涉式检波器共振频率的测量方法，所用的光纤干涉式检波器共振频率测量装置包括光源(1)、隔离器(2)、环形器(3)、1×2光纤耦合器(4)、光纤干涉型检波器(5)、振动台(6)、光电探测器(7)和频域分析器(8)，光源(1)与隔离器(2)连通，隔离器(2)与环形器(3)的a端口连通，环形器(3)的b端口与1×2光纤耦合器(4)连通，1×2光纤耦合器(4)与光纤干涉型检波器(5)连通，光纤干涉型检波器(5)固定在振动台(6)上；环形器(3)的c端口与光电探测器(7)连接，光电探测器(7)与频域分析器(8)连接；

开启光源(1)，由光源(1)发出的一束光，经过隔离器(2)，从环形器的(3)a端口进入，从环形器(3)的b端口输出，进入一个1×2光纤耦合器(4)，分成两束光，这两束光分别连接在光纤干涉型检波器(5)内光纤干涉臂上；光纤干涉型检波器(5)固定在振动台(6)上，通过改变振动台(6)的振动频率，带动光纤干涉型检波器(5)以不同的频率振动，光纤干涉型检波器(5)内光纤干涉臂反射光在1×2光纤耦合器(4)中发生干涉，经过环形器(3)的c端口输出，入射到光电探测器(7)，然后进入频域分析器(8)进行频谱分析；

其特征在于：该方法包括以下步骤：

一、实施受迫振动，把设定的频率正弦信号施加在振动台(6)上带动光纤干涉型检波器(5)以该频率实施受迫振动；

二、记录光电探测信号频谱分量，振动台(6)的幅度将振动台(6)的振动频率从低频扫描到高频，记录光电探测信号的频谱分量；

三、测定共振频率，测定出上述频谱分量最多时振动台(6)振动的频率从而检测出最佳共振频率。

2.根据权利要求1所述的一种光纤干涉式检波器共振频率的测量方法，其特在在于：具体步骤如下：

一、实施受迫振动

打开振动台(6)电源，打开光源(1)，预热1个小时，通过振动台(6)的设定把一定频率正弦信号施加在振动台(6)上带动光纤干涉型检波器(5)以该频率实施受迫振动，振动引起的干涉条纹变化表现为光纤输出光强的变化，此时的干涉信号光强为：

I(t)＝I₀+I₀kcos(φ(t)+φ₀)

这里，I₀为光源初始光强，k为干涉条纹可见度，φ(t)＝Ccosω_Ct为振动引起的干涉仪相位变化，φ₀为干涉仪初始相位差；

二、记录光电探测信号频谱分量

将振动台(6)的振动频率从低频扫描到高频，记录光电探测信号的频谱分量，光电探测器(7)探测的交流项进行频域展开有如下形式：

C为调制深度，J_m(C)为m阶第一类贝塞尔函数，ω_C为调制信号角频率；

三、测定共振频率

测定出上述频谱分量最多时振动台(6)振动的频率从而确定其最佳共振频率，从光电探测器(7)的交流项频域展开形式可知，信号的频域成分与调制深度C正相关，调制深度C越大，频谱分量越多，当振动台(6)的振动幅度不变而共振现象发生时，调制深度C最大，干涉信号的频谱分量最多，从而检测出最佳共振频率。