[发明专利]基于双偏振光路结构的旋转地震仪

说明书

本申请提供了基于双偏振光路结构的旋转地震仪，包括一个光纤陀螺以及电路解算系统；其中，电路解算系统的输入端连接光纤陀螺的检测信号输出端，电路解算系统用于解调检测信号输出端输出的检测信号，得到检测角速度。本申请的基于双偏振光路结构的旋转地震仪实现了两个正交偏振态的利用，相比单个偏振态更加稳定，通过测量地震信号的旋转分量，双偏振光路结构大大提高了转动角速度的测量精度和环境稳定性，能够在地震预警、潮汐观测中发挥重要的作用，本申请的基于双偏振光路结构的旋转地震仪具有高灵敏度、低噪声、性能稳定、高集成度、高完成度、应用领域广泛和环境适应性强等特点。

技术领域

本申请属于光纤干涉仪测量技术领域，具体地，涉及一种基于双偏振光路结构的旋转地震仪。

背景技术

地震波是由地球内部的地震源向四周通过地壳进行辐射的弹性波，对地震波的研究有助于我们了解地球内部的真实情况，现代理论证明了地震波中旋转分量的存在，并指出其对于完整地构建出地震模型、以及地震的产生、传播及预测都有至关重要的作用。

传统地震仪仅能测量地震波线性运动，因此在地震波的研究历史中很长时间都局限于研究平移分量，旋转地震学也因此发展缓慢。

基于萨格纳克效应(Sagnaceffect)的光纤陀螺是一种测量物体惯性运动角速度的传感器，其特点是仅对旋转运动敏感，可以直接测量旋转运动，因此十分适合用于地震监测领域，但是目前国内尚未出现成熟的旋转地震仪。因此，亟需一种基于测量旋转运动的旋转地震仪来提高地震波的测量精度。

发明内容

本发明提出了一种基于双偏振光路结构的旋转地震仪，旨在解决现有技术中震波的研究历史中很长时间都局限于研究平移分量，地震波测量精度不高的问题。

根据本申请实施例，提供了一种基于双偏振光路结构的旋转地震仪，包括一个光纤陀螺以及电路解算系统；其中，

电路解算系统的输入端连接光纤陀螺的检测信号输出端，电路解算系统用于解调检测信号输出端输出的检测信号，得到检测角速度。

在本申请的一些实施方式中，光纤陀螺包括：宽谱光源、耦合器、第一偏振光通路、第二偏振光通路以及保偏光纤环；其中，

宽谱光源连接耦合器的输入端，耦合器的输出端分别连接并联的第一偏振光通路和第二偏振光通路的输入端，第一偏振光通路的输出端连接保偏光纤环的第一端，第二偏振光通路的输出端连接保偏光纤环的第二端。

在本申请的一些实施方式中，第一偏振光通路包括第一环形器、第一光电探测器、第一Y型波导相位调制器以及第一偏振分束合束器；第一环形器的第一端为第一偏振光通路的输入端，第一环形器的第二端连接第一Y型波导相位调制器的输入端；第一环形器的第三端连接第一光电探测器的输入端；第一Y型波导相位调制器ee的两个分支分别连接第一偏振分束合束器的第一分束端，以及第二偏振分束合束器的第一分束端；第一偏振分束合束器的合束端为第一偏振光通路的输出端；

第二偏振光通路包括第二环形器、第二光电探测器、第二Y型波导相位调制器以及第二偏振分束合束器；第二环形器的第一端为第二偏振光通路的输入端，第二环形器的第二端连接第二Y型波导相位调制器的输入端；第二环形器的第三端连接第二光电探测器的输入端；第二Y型波导相位调制器的输出端的两个分支分别连接第一偏振分束合束器的第二分束端，以及第二偏振分束合束器的第二分束端；第二偏振分束合束器的合束端为第二偏振光通路的输出端；

第一光电探测器的输出端为第一偏振光通路的检测信号输出端，第二光电探测器的输出端为第二偏振光通路的检测信号输出端。

在本申请的一些实施方式中，光纤陀螺还包括信号发生器，信号发生器的两个输出端分别连接第一Y型波导相位调制器和第二Y型波导相位调制器，用于生成调制信号。

在本申请的一些实施方式中，耦合器的输出端和第一偏振光通路或第二偏振光通路的输入端之间串接有延时环。