[实用新型]一种光纤干涉仪有效
申请号: | 201920580793.7 | 申请日: | 2019-04-26 |
公开(公告)号: | CN209820413U | 公开(公告)日: | 2019-12-20 |
发明(设计)人: | 桂吟秋;鲁平;刘顺;刘德明 | 申请(专利权)人: | 华中科技大学 |
主分类号: | G01B11/16 | 分类号: | G01B11/16;G01D21/02 |
代理公司: | 42201 华中科技大学专利中心 | 代理人: | 曹葆青;李智 |
地址: | 430074 湖北*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 保偏光纤 本实用新型 包络 两段 应变灵敏度 光谱 精细 传感灵敏度 固有灵敏度 光纤干涉仪 偏振控制器 频率分量 同步测量 游标效应 预设条件 制作方便 长度差 干涉光 干涉仪 光程差 灵敏度 耦合器 传感器 单段 级联 干涉 引入 发现 | ||
1.一种光纤干涉仪,其特征在于,包括:耦合器、偏振控制器、第一段保偏光纤以及第二段保偏光纤;
所述耦合器的第一端接收输入光,所述耦合器将输入光分为两束;
所述耦合器的第二端连接第一段保偏光纤的一端,所述耦合器的第三端连接偏振控制器的一端,所述偏振控制器的另一端连接第二段保偏光纤的一段,所述第一段保偏光纤的另一端和第二段保偏光纤的另一端连接,所述第一段保偏光纤快轴和第二段保偏光纤快轴的夹角为预设角度;所述耦合器、偏振控制器、第一段保偏光纤以及第二段保偏光纤组成光纤环,所述偏振控制器用于控制光纤环内引入的偏振旋转角;
所述耦合器将输入光分为两束,分别沿顺时针和逆时针穿过光纤环,一束穿过第一段保偏光纤至第二段保偏光纤回到耦合器,另一束穿过第二段保偏光纤至第一段保偏光纤回到耦合器,两束输入光经过两段保偏光纤时引入相位差,回到耦合器后的两束输入光发生干涉,得到干涉光;
所述耦合器的第四端输出干涉光,当第一段保偏光纤和第二段保偏光纤的长度差满足预设条件时,所述干涉光的光谱由包络谱和精细谱组成,所述包络谱的应变灵敏度相比单段保偏光纤组成的干涉仪的应变灵敏度增加。
2.根据权利要求1所述的光纤干涉仪,其特征在于,所述光纤干涉仪输出的干涉光的透射率为:
其中,T表示透射率,α表示耦合器的第一端至第一段保偏光纤拼接处引入的偏振旋转角,β表示第二段保偏光纤至耦合器第三端拼接处引入的偏振旋转角,θ表示所述预设角度,B表示两段保偏光纤的双折射率,λ表示输入光的波长、L1表示第一段保偏光纤的长度,L2表示第二段保偏光纤的长度;
当L1和L2的差值小于预设阈值时,所述精细谱由高频周期函数决定,所述包络谱由低频周期函数决定,形成级联式游标效应。
3.根据权利要求2所述的光纤干涉仪,其特征在于,所述包络谱的应变灵敏度Kε,E与单段保偏光纤组成的干涉仪的应变灵敏度Kε满足关系式:L0表示其中一段保偏光纤中接受应变作用部分的长度。
4.根据权利要求3所述的光纤干涉仪,其特征在于,所述光纤干涉仪的波长漂移与参量变化的关系表示如下:
其中,ΔλE和ΔλF分别表示包络谱和精细谱的位移,Δε表示应变变化量,ΔT表示温度变化量,Kε,E表示包络谱的应变灵敏度,Kε,F表示精细谱的应变灵敏度,KT,E表示包络谱的温度灵敏度,KT,F表示精细谱的温度灵敏度。
5.根据权利要求1至4任一项所述的光纤干涉仪,其特征在于,两段保偏光纤均为熊猫型保偏光纤。
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