[实用新型]一种单轴Sagnac干涉仪相位偏置控制装置

说明书

本实用新型公开一种单轴Sagnac干涉仪相位偏置控制装置，包括光脉冲发射机、光脉冲接收机、单轴Sagnac光纤干涉仪、传感光缆、光反射器和偏振控制器；光脉冲发射机、偏振控制器、单轴Sagnac光纤干涉仪、传感光缆、和光反射器依次连接，单轴Sagnac光纤干涉仪还连接光脉冲接收机；光脉冲发射机用于产生脉冲光信号，偏振控制器用于改变输入的光信号的偏振态，传感光缆用于传感振动信号，光反射器用于反射光信号，单轴Sagnac光纤干涉仪用于使传感光缆中散射和反射回来的信号产生干涉，光脉冲接收机用于将接收到的脉冲光信号转换为电信号。本实用新型能够使单轴Sagnac干涉仪的相位偏置于期望值附近，从而获得较好的小信号响应灵敏度。

技术领域

本实用新型涉及光纤传感技术领域，特别是涉及一种单轴Sagnac干涉仪相位偏置控制装置。

背景技术

在采用光纤分布式传感来探测光缆振动时，常采用单轴Sagnac光纤干涉仪(也被称为非平衡马赫-曾德尔干涉仪)结构。最简单的单轴Sagnac光纤干涉仪结构是由一组光分路器和一段光纤时延线构成。通常，该组光分路器可以是1个均匀分光比的2x2光分路器和1个均匀分光比的1x2光分路器组合，也可以是1个均匀分光比的3x3光分路器和1个均匀分光比的1x2光分路器组合。如果采用2x2光分路器和1x2光分路器组合，单轴Sagnac光纤干涉仪的理论静态相位为π或0；如果采用3x3光分路器和1x2光分路器组合，单轴Sagnac光纤干涉仪的理论静态相位为2π/3或4π/3。除此之外，由于光分路器的附加相位还会受温度等诸多外界因素影响，单轴Sagnac光纤干涉仪的静态相位是处于不断变化的状态中的，对于两束相干光，其干涉信号幅度与相位关系为余弦函数，如果静态相位是处于为π或0附近，在小信号情况下的响应会很差。因此为了在小信号情况下能够获得较好的信号响应灵敏度，理想的静态相位应该偏置在π/2处。当前，解决单轴Sagnac光纤干涉仪的静态相位问题的方法主要是采用相位调制方式，需要使用到相位调制器，其体积大、成本高，方案较为复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种单轴Sagnac干涉仪相位偏置控制装置，能够使单轴Sagnac干涉仪的相位偏置于期望值附近，从而获得较好的小信号响应灵敏度。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种单轴Sagnac干涉仪相位偏置控制装置，包括光脉冲发射机、光脉冲接收机、单轴Sagnac光纤干涉仪、传感光缆、光反射器和偏振控制器；

所述光脉冲发射机、偏振控制器、单轴Sagnac光纤干涉仪、传感光缆、和光反射器依次连接，所述单轴Sagnac光纤干涉仪还连接所述光脉冲接收机；

所述光脉冲发射机用于产生脉冲光信号，所述偏振控制器用于改变输入的光信号的偏振态，所述传感光缆用于传感振动信号，所述光反射器用于反射光信号，所述单轴Sagnac光纤干涉仪用于使所述传感光缆中散射和反射回来的信号产生干涉，所述光脉冲接收机用于将接收到的脉冲光信号转换为电信号。

可选的，所述单轴Sagnac光纤干涉仪包括2x2光分路器、1x2光分路器和光纤时延线。

可选的，所述单轴Sagnac光纤干涉仪包括3x3光分路器、1x2光分路器和光纤时延线。

可选的，所述光脉冲发射机发出的是单偏振、周期性光脉冲信号，采用的光源类型为F-PLD或SLD，工作波长范围为1230nm～1650nm。

可选的，所述传感光缆为单模光纤。

可选的，所述光脉冲发射机发射的光脉冲信号的周期取值范围为1×10²μs～2×10³μs。

可选的，所述光脉冲周期值大于(L1+L2)/50，其中，L1为传感光缆的长度，L2为光纤时延线的长度。

可选的，所述光反射器的发射率大于-25dB。