[发明专利]一种基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件

权利要求书

1.一种基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件，其特征在于，包括：光纤模式转换耦合器和光纤声光装置；所述光纤模式转换耦合器与所述光纤声光装置连接；

所述光纤模式转换耦合器是由单模光纤和少模光纤以设定纤芯模式耦合而成；所述单模光纤的输入端与光源连接，所述少模光纤的输出光纤段上连接所述光纤声光装置；当所述单模光纤和所述少模光纤的传播距离相等时，所述单模光纤和所述少模光纤的直径比匹配LP₀₁模式转换为LP₁₁模式的耦合条件；

所述光纤声光装置包括射频信号发射器、振动产生装置和铝制圆锥；所述射频信号发射器与所述振动产生装置连接，所述射频信号发射器用于产生射频信号，以控制所述振动产生装置振动；所述振动产生装置上设置所述铝制圆锥，所述振动产生装置用于带动所述铝制圆锥振动；所述铝制圆锥的顶点固定在所述少模光纤的输出光纤段上，所述铝制圆锥用于带动所述少模光纤的输出光纤段振动，以使得所述少模光纤的输出光纤段微弯；

所述光源产生的光信号经过所述光纤模式转换耦合器后转变为两路光信号；一路为LP₀₁模式的光信号，所述LP₀₁模式的光信号经所述单模光纤的输出端输出；另一路为LP₁₁模式的光信号，所述LP₁₁模式的光信号经所述少模光纤的输出端后，再由所述光纤声光装置转换为LP₀₁模式的光信号，转换得到的LP₀₁模式的光信号具有设定光信号频移；经所述单模光纤的输出端输出的LP₀₁模式的光信号和转换得到的LP₀₁模式的光信号用于实现光外差检测。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件，其特征在于，还包括第一偏振控制器；

所述第一偏振控制器设置在所述少模光纤的输出光纤段上；所述第一偏振控制器位于所述光纤模式转换耦合器与所述光纤声光装置之间。

3.根据权利要求1所述的一种基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件，其特征在于，还包括CCD相机；

所述CCD相机设置在所述少模光纤的输出光路上；所述CCD相机用于拍摄经所述少模光纤的输出光纤段后输出的光信号的模斑。

4.根据权利要求1所述的一种基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件，其特征在于，还包括单模光纤耦合器、光电转换器和图形显示装置；

所述单模光纤的输出光纤段上连接待测振动驱动源；所述单模光纤耦合器的输入端分别与所述少模光纤的输出光纤段的输出端、所述单模光纤的输出光纤段的输出端连接，所述单模光纤耦合器的输出端与所述光电转换器的输入端连接；所述光电转换器的输出端与所述图形显示装置连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件，其特征在于，还包括第二偏振控制器；

所述第二偏振控制器设置在所述单模光纤的输出光纤段上；所述第二偏振控制器位于所述光纤模式转换耦合器与所述待测振动驱动源之间。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件，其特征在于，所述光纤声光装置还包括夹持装置；

所述夹持装置包括支撑板和两个支撑柱；两个所述支撑柱分别设置于所述支撑板的两端；所述支撑柱用于支撑所述少模光纤的输出光纤段；所述支撑板用于放置所述振动产生装置和所述铝制圆锥。

7.根据权利要求1所述的一种基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件，其特征在于，所述振动产生装置为压电陶瓷片。

8.根据权利要求4所述的一种基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件，其特征在于，所述图形显示装置为示波器或频谱仪。

9.根据权利要求1所述的一种基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件，其特征在于，所述光源为窄线宽激光器、可调谐激光器或窄带激光器。

10.根据权利要求6所述的一种基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件，其特征在于，所述夹持装置的材质为金属材质。