[发明专利]一种基于光纤盘式差分测量原理的光压测定装置和方法

说明书

本发明公开了一种基于光纤盘式差分测量原理的光压测定装置，包括光源、第一单芯光纤、光纤耦合器、第一测量光纤、第一法拉第旋镜、支架、玻璃盘片、第二法拉第旋镜、第二测量光纤、第二单芯光纤、信号处理系统、数据线和显示控制系统，所述光源与入射第一单芯光纤连接，本发明为盘式光纤光压检测装置，其结构简单，并且没有可以移动的器件所以在测量光压的时候不会引入额外的形变源，该检测装置是通过待测光照射玻璃盘片使其发生微弯形变，然后使得粘贴在玻璃盘片两侧表面的测量光纤形成推挽结构，从而以推挽的方式使光纤干涉仪中的输出相位发生差分变化。

技术领域

本发明属于光压测量技术领域，具体涉及一种基于光纤盘式差分测量原理的光压测定装置和方法。

背景技术

在科学研究中，光压的测量都有着重要的意义，宏观领域如宇航，恒星的光压对于轨道飞行器的姿态有着不可忽视的影响；微观领域如生命科学研究中，光压在操纵微粒、细胞方面发挥着极其重要的作用。因此对于光压测量的尤为重要。由于光压的量级非常小，普通测量装置无法对其进行精确计量；

发明专利ZL202010004204.8公开了一种基于微悬臂梁共振激发的光压力值测量装置及方法。该方法利用悬臂梁结构在光压作用下产生谐振，进而计算出光压值；该方法需要用到精密悬臂梁及多普勒激光干涉仪，结构复杂，成本较高。

发明专利ZL201110233271.8公开了一种基于光压原理测量高能激光能量参数的方法和装置。该方法针对高能激光，灵敏度稍低，测量光压范围较小，对镜面的位移监测采用光纤位移传感器、电容位移传感器，器件组成较为复杂。

发明专利ZL201510801975.9公开了一种基于光纤光路的光压演示及测量系统。该方法采用光纤光路来测量光压，但是其测量光与待测光同时作用于反射镜一侧，很容易对待测光压产生附加误差，不适合高精度测量领域。

发明专利ZL201410023274.2公开了一种基于纳米银膜的光压传感器及其光压检测方法。该方法基于纳米银膜结构进行光压监测，其尺度较小，不适用于空间光压的测量，且其测量光与待测光压同时作用于银膜表面，易引起测量误差。

发明专利ZL201610034127.4公开了一种基于重力的光压标定装置及标定方法。该方法需要一个真空舱，且所需的金属膜工艺较为复杂，装置装配精度要求较高，实际应用较为复杂。

发明专利ZL201710738600.1公开了一种光压测量装置及方法，该方法也是设计了一张金属膜，通过待测光照射金属膜发生形变，然后通过迈克尔逊式干涉仪测量金属膜形变量来获得光压，其金属膜固定结构复杂，且金属膜两侧均受到激光照射，即测量光也引起金属膜形变，使得其测量精度受限，对于低能量光压信号精度较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于光纤盘式差分测量原理的光压测定装置和方法，以解决存在可移动器件，容易引入额外的形变源，以及测量光路调试困难的不足的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于光纤盘式差分测量原理的光压测定装置，包括光源、第一单芯光纤、光纤耦合器、第一测量光纤、第一法拉第旋镜、支架、玻璃盘片、第二法拉第旋镜、第二测量光纤、第二单芯光纤、信号处理系统和显示控制系统，所述光源一端固定连接第一单芯光纤，所述第一单芯光纤一端连接光纤耦合器，所述光纤耦合器一端分别设置有第一测量光纤和第二测量光纤，所述第一测量光纤和第二测量光纤一端设置有一个玻璃盘片，所述第一测量光纤和第二测量光纤靠近玻璃盘片(7)的一端分别盘成第一测量光纤盘和第二测量光纤盘，所述第一测量光纤盘和第二测量光纤盘分别粘贴在玻璃盘片的两侧表面上，且第一测量光纤盘(4A)和第二测量光纤盘(9A)的一端分别连接着第一法拉第旋镜和第二法拉第旋镜，所述第一法拉第旋镜和第二法拉第旋镜分别固定在支架的底座上，所述支架通过压圈与玻璃盘片固定连接，所述光纤耦合器的另一端固定设置有第二单芯光纤，所述信号处理系统设置于第二单芯光纤一端，所述第二单芯光纤通过信号处理系统与显示控制系统连接，所述光源内部设置有可隔绝回馈激光从接口进入其内部谐振腔的隔离器。