[发明专利]基于光纤耦合器和光学滤波器的转台双光束传输装置

说明书

本发明公开了一种基于光纤耦合器和光学滤波器的转台双光束传输装置，涉及精密测量和惯性导航领域。本装置放置在光学平台上，光源、合束模块和第1反射镜依次排列；转台通过其支脚固定在光学平台上；第1反射镜固定在光学平台上且位于转台的底面下方的中间位置；第2反射镜固定在转台的台面上方的中间位置；第2反射镜和分光模块前后排列，分光模块放置在转台的台面的上方；所述的第1、2光学滤波器选用法布里‑珀罗干涉仪。本装置结构简单，稳定性高，易于实现，可应用于激光陀螺仪的高精度检测，激光干涉仪和原子干涉仪的惯性测量、基本物理常数测定以及狭义相对论的高精度验证等领域。

技术领域

本发明涉及精密测量和惯性导航领域，尤其涉及一种基于光纤耦合器和光学滤波器的转台双光束传输装置，可广泛应用于激光陀螺仪的高精度检测，激光干涉仪和原子干涉仪的惯性测量、基本物理常数测定以及狭义相对论的高精度验证等需要多台激光器和转台的系统中。

背景技术

在采用高稳定激光的精密测量研究和技术应用中，比如洛伦兹对称性检验、地球的转动监测等精密测量研究中，激光器和转台都是实验系统所必须的。随着精密测量技术的发展，对激光器和转台的性能指标要求越来越高，不可避免地需要考虑多路激光上转台及其指向稳定性的问题。

激光器相对于转台的位置分为两类：激光器置于转台上和激光器置于转台下。目前，通常把激光器置于转台上。这样的好处在于光源和光学系统构成一个整体，不容易受到转台调制的影响。但是，这种方式对激光器和转台的稳定性提出了更高的要求，而且势必会增加转台上光、机、电系统的复杂性。另外一种方式是将激光器置于转台下，然后通过空间光路把光导到转台上。这样的好处在于机械系统简单，对激光器和转台的性能指标要求相对较低。但是，光传输到转台上的光路与转台的转轴不能保证严格重合，并且转台转动过程中转轴也会发生抖动，因此，随着转台的转动，转台上的光的指向会发生变化。此外，两束频率相近的激光导到转台上，将两路光从空间上分开也是这种方式的难点。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的问题和不足，即台上系统较复杂、体积相对较大、转台载荷较重等问题，造成系统在某些应用中缺乏灵活性的不足。提供一种基于光纤耦合器和光学滤波器的转台双光束传输装置。

本发明机械结构部分简单，可扩展空间大，其双光束传输的方法可用于其他类似的需要多台激光器和转台的系统中，其方法在原理上具有普遍适用性。

本发明的目的是这样实现的：

采用光纤耦合器将两束频率相近的光耦合入光纤，光纤输出的一束光通过空间光路导到转台上；由于光路无法做到与转台的转轴严格重合，并且转台转动过程中转轴也会发生抖动，因此，导到转台上的空间光的指向会随着转台的转动发生变化；为克服台上光路指向变化问题，这里在转台上将光耦合入光纤；然后利用光纤耦合器将一根光纤分成两根并输出两束空间光，这两束空间光分别通过光学滤波器后，每一束光中两种频率成分从空间上分开。

具体地说，本装置包括光学平台；

设置有光源、合束模块、第1反射镜、转台、第2反射镜和分光模块；

光源包括并联的第1、2激光器；

合束模块包括串联的光纤合束器和准直器；

分光模块包括耦合器，第1、2准直器，光纤分束器和第1、2光学滤波器；耦合器和光纤分束器前后连接，光纤分束器、第1准直器、第1光学滤波器依次连接，光纤分束器、第2准直器、第2光学滤波器依次连接；

其位置关系是：

在光学平台上，光源、合束模块和第1反射镜依次排列；

转台通过其支脚固定在光学平台上；

第1反射镜固定在光学平台上且位于转台的底面下方的中间位置；

第2反射镜固定在转台的台面上方的中间位置；