[发明专利]一种用于光纤萨格纳克干涉仪相位调制的方法和装置

说明书

本发明提供了一种用于光纤萨格纳克干涉仪相位调制的方法和装置，该方法包括：利用两个旋向相反且旋光角相同的法拉第旋光器件，分别旋转从光纤萨格纳克干涉仪光路中入射的两路偏振方向相同的线偏振光；在上述两个法拉第旋光器件中放置电光晶体器件；控制上述两个法拉第旋光器件的旋光角以及从外部入射其上偏振光的偏振方向，使其出射光的偏振方向分别旋向电光晶体由于电致使双折射而产生的两个电感应主轴方向；通过外加调制电压的变化来调制电光晶体的电光相位延迟，从而使得从不同端口通过相位调制器的线偏振光的相位差受到调制。

技术领域

本发明涉及一种光学移相器件，尤其是涉及一种用于光纤萨格纳克干涉仪的相位调制器。

背景技术

在过去数十年光纤萨格纳克(Sagnac)干涉仪在光纤陀螺和光纤电流传感器的实际应用中已取得令人羡慕的成就。以光纤陀螺为例，不管是在开环还是闭环光纤陀螺中，都要用到相位调制器对光纤陀螺光路中的光进行相位调制。目前光纤陀螺中应用的相位调制器主要是PZT压电陶瓷相位调制器和铌酸锂相位调制器。这两种相位调制器本质上都是基于光纤环传输方向相反的两束光之间有一个固定的时间延迟。这就需要较长的光纤环和很高的相位调制器工作频率，这对光纤陀螺成本和可靠性都有影响。

本发明是在上述技术背景上所产生的，其着眼点是避免目前已有相位调制器的缺陷和技术困难。本发明的技术细节在以下“发明内容”和“具体实施方式”中将结合附图加以说明。

发明内容

为了解决上述技术问题，提供了一种用于光纤萨格纳克干涉仪相位调制的方法和装置。

本发明提供了一种用于光纤萨格纳克干涉仪相位调制的方法，其特征在于，该方法包括：利用两个旋向相反且旋光角相同的法拉第旋光器件，分别旋转从光纤萨格纳克干涉仪光路中入射的两路偏振方向相同的线偏振光；在上述两个法拉第旋光器件中放置电光晶体器件；在电光晶体器件的电极上外加调制电压使得电光晶体发生电致双折射；电光晶体电感应主轴所在的平面与入射光的方向垂直；控制上述两个法拉第旋光器件的旋光角以及其上入射偏振光的偏振方向，使其出射光的偏振方向分别旋向电光晶体由于电致使双折射而产生的两个电感应主轴方向；通过外加调制电压的变化来调制电光晶体的电光相位延迟，从而使得从不同端口通过相位调制器的线偏振光的相位差受到调制。

优选地，该方法还包括：法拉第旋光器件的旋光角为45°。

优选地，该方法还包括：电光晶体器件的相位调制指数取值使得一阶贝塞尔函数值最大。

优选地，该方法还包括：利用光纤准直器来实现法拉第旋光器件接入萨格纳克干涉仪。

优选地，该方法还包括：利用偏振片来控制法拉第旋光器件入口处光的偏振方向。

本发明提供了一种用于光纤萨格纳克干涉仪相位调制的装置，该装置包括：一对旋向相反的法拉第旋光器件、一个置于旋光器件中间的电光晶体器件；一对旋向相反的法拉第旋光器件，用于控制从光纤萨格纳克干涉仪的入射偏振光的偏振方向旋转，使其两端入射的线偏振光分别旋向电光晶体由于电致双折射而产生的两个电感应轴主轴方向；电光晶体器件，用于在外加调制电压下产生电致双折射效应。

优选地，电光晶体器件的相位调制指数取值使得一阶贝塞尔函数值最大。

优选地，电光晶体器件的电光晶体为铌酸锂晶体，用于通过横向电光效应，在外加调制电压的作用下产生电致双折射。

优选地，该装置还包括两个光纤准直器，用于连接两个旋向相反的法拉第器件与光纤萨格纳克干涉仪。

优选地，该装置还包括至少一个偏振器，所述至少一个偏振器用于控制法拉第旋光器件入口处光的偏振方向。

附图说明

图1为本发明所涉及的相位调制器在典型的光纤萨格纳克干涉仪中的应用示意图；

图2为本发明所涉及的相位调制器一个实施例。