[发明专利]一种基于复合干涉仪结构的测斜装置

摘要

本发明设计属于光纤干涉仪测量领域，具体涉及到一种基于复合干涉仪结构的测斜装置。该装置核心光路为复用干涉仪20，该光路封装于传感探头1中；复用干涉仪20光路连接关系为宽谱光源209连接至第二环形器222的a端口，第二环形器222的b端口连接至第一环形器221的a端口；第一环形器221的b端口连接至1号光栅261，之后通过1号光栅尾纤261a连接至2号探测器202。本发明将4个干涉仪进行复用，体积小，质量轻，节约了制作成本，提高系统集成度。抗电磁干扰能力强，能够适应几百度高温。灵敏度高，动态范围大，使用干涉信号相位作为测量标准，对加速度的频域分辨率最小可达到ng量级。

主权项

1.一种基于复合干涉仪结构的测斜装置，其特征在于：该装置核心光路为复合干涉仪(20)，该光路封装于传感探头(1)中；复合干涉仪(20)光路连接关系为宽谱光源(209)连接至第二环形器(222)的a端口，第二环形器(222)的b端口连接至第一环形器(221)的a端口；第一环形器(221)的b端口连接至1号光栅(261)，之后通过1号光栅尾纤(261a)连接至2号探测器(202)；第一环形器(221)的c端口通过第一环形器c端口尾纤(221c)连接至1号探测器(201)；第二环形器(222)的c端口连接至第一耦合器(231)的一个输入端，第一耦合器(231)的另一个输入端连接至第三环形器(223)的a端口；第三环形器(223)的b端口与c端口分别连接至2号光栅(262)与3号探测器(203)；第一耦合器(231)的两个输出端分别连接至上光纤环(245)与下光纤环(246)；上光纤环(245)输出光纤绕在相位调制器(250)上，连接至第一波分复用器(211)，第一波分复用器(211)的一个输出端连接至3号光栅(263)；下光纤环(246)的输出端连接至第二波分复用器(212)，第二波分复用器(212)的输出端连接至3号光栅(263)；第一波分复用器(211)的另外一对儿输入输出端分别连接第三光纤环(243)与第四光纤环(244)，第三光纤环(243)与第四光纤环(244)的输出端同时连接至第二耦合器(232)，之后连接至7号探测器(207)与8号探测器(208)；第二波分复用器(212)的另外一对儿输入输出端分别连接第一光纤环(241)与第二光纤环(242)，第一光纤环(241)与第二光纤环(242)的输出端同时连接至第三耦合器(233)，之后连接至5号探测器(205)与6号探测器(206)；宽谱光源(209)通过第二环形器(222)将光注入到复合干涉仪(20)中，该复合干涉仪共有2个马赫泽德干涉仪，1个迈克尔逊干涉仪以及1个萨格纳克干涉仪复合而成；萨格纳克干涉仪光路为：第一耦合器(231)一路输出经过上光纤环(245)，第一波分复用器(211)，经过3号光栅(263)，经过第二波分复用器(212)，经过下光纤环(246)，连接至第一耦合器(231)；最后输出干涉信号分别经过第一环形器(221)到达1号探测器(201)，另一路输出经过第三环形器(223)至3号探测器(203)；迈克尔逊干涉仪光路为：第一耦合器(231)一路输出经过上光纤环(245)，第一波分复用器(211)至3号光栅(263)，满足反射条件的光被原路返回至第一耦合器(231)，构成迈克尔逊干涉仪的一个臂；第一耦合器(231)另一路输出经过下光纤环(246)，第二波分复用(212)，至3号光栅(263)，满足反射条件的光被原路返回至第一耦合器(231)，构成迈克尔逊干涉仪的另一个臂；最后输出干涉信号经过第一环形器(221)到达2号探测器(202)；第一马赫泽德干涉仪光路为：第一耦合器(231)一路输出经过上光纤环(245)，第一波分复用(211)，第四光纤环(244)至第二耦合器(232)，构成马赫泽德干涉仪的一臂；第一耦合器(231)另一路输出经过下光纤环(246)，第二波分复用器(212)，3号光栅(263)，第一波分复用(211)，第三光纤环(243)至第二耦合器(232)，构成马赫泽德干涉仪的另一臂；两束光在第二耦合器(232)内发生干涉，由7号探测器(207)与8号探测器(208)输出；第二马赫泽德干涉仪光路为：第一耦合器(231)一路输出经过下光纤环(246)，第二波分复用(212)，第二光纤环(242)至第三耦合器(233)，构成第二马赫泽德干涉仪的一臂；第一耦合器(231)一路输出经过上光纤环(245)，第一波分复用(211)，3号光栅(263)，第二波分复用器(212)，第一光纤环(241)至第三耦合器(233)，构成第二马赫泽德干涉仪的另一臂；两束光在第三耦合器(233)内发生干涉，由5号探测器(205)与6号探测器(206)输出。