[发明专利]一种单波光纤激光自混合干涉测量系统

摘要

本发明公开了一种单波光纤激光自混合干涉测量系统，属于光学测量技术领域。所述系统由泵浦光源，一个波分复用器，一段掺铒光纤，二个光纤环行器，一个光纤光栅，一个FC/PC接头，一个光纤耦合器，一个探测器，二个移频器，一个出射头，二个驱动电源，一个混频器，信号处理电路1，信号处理电路2，信号处理电路3，计算机和输出结果组成。光纤及光纤器件构成光纤激光谐振腔，掺铒光纤作为增益介质，光纤光栅作为波长选择元件，构成单波长光纤激光器。移频后的激光投射到被测物体上，经被测物体反射或散射回激光谐振腔与腔的内光产生外差自混合干涉信号，并由探测器探测。对此信号进行处理，即可对被测物体的位移、速度、振动等进行测量。

主权项

1.一种单波光纤激光自混合干涉测量系统，其特征在于是由980nm泵浦光源(S)，一个波分复用器WDM，一段掺铒光纤EDF，二个光纤环行器C1、C2，一个光纤光栅FBG，一个FC/PC接头，一个光纤耦合器N，一个探测器PD，二个移频器AOM1、AOM2，一个出射头G，二个驱动电源RF1、RF2，信号处理电路1(B1)，信号处理电路2(B2)，信号处理电路3(B3)，计算机(B4)和输出结果(B5)组成；FC/PC接头的一个端面镀了1550nm波段的部分反射膜；980nm泵浦光源(S)发出的光经过波分复用器WDM耦合进光纤激光谐振腔；980nm的光经过掺铒光纤EDF激励掺铒光纤EDF产生1550nm波段荧光，此荧光经过光纤环行器C1后到达光纤光栅FBG，满足光纤光栅FBG布拉格条件的光被光纤光栅FBG反射，反射光再次经过光纤环行器C1，经过光纤环行器C2，到达FC/PC接头，一部分光强被FC/PC接头反射回光纤激光谐振腔，另一部分透射；被反射回光纤激光谐振腔的光经过光纤环行器C2，光纤耦合器N，波分复用器WDM，到达掺铒光纤EDF，光强被掺铒光纤EDF放大，放大的光强经过光纤环行器C1，到达光纤光栅FBG，又被光纤光栅FBG反射，再次经过光纤环行器C1，经过光纤环行器C2后，到达FC/PC接头，又被FC/PC接头部分反射回光纤激光谐振腔，另一部分透射；如此循环往复，满足光纤激光谐振腔谐振条件且在光纤光栅FBG反射谱内的波长产生谐振，当增益大于损耗时产生激光，由FC/PC接头输出；输出的激光频率为f0，激光经过移频器AOM1和AOM2后，其频率将产生fY频移，激光频率变为f0+fY，此光经过出射头G后投射到被测物体上，由被测物体反射或者散射；由于被测物体在运动，投射到被测物体上并被反射或者散射的光将产生多普勒频移fD，所以，被被测物体反射或者散射的光的频率为f0+fY±fD，此光经过出射头G后，再次经过移频器AOM1和AOM2后，激光频率将产生fY频移，激光频率变为f0+2fY±fD；此频率的光经过FC/PC接头，与光纤激光谐振腔的光相遇，产生频率为2fY±fD外差自混合干涉信号，此外差自混合干涉信号经过光纤环行器C2，光纤耦合器N后，到达探测器PD，由探测器PD探测；探测器PD探测到的外差自混合干涉信号经过信号处理电路1(B1)处理；二个驱动电源RF1和RF2发出的信号一方面分别加在移频器AOM1和AOM2上，使移频器AOM1和AOM2工作；另一方面输入混频器混频，混频器输出的信号经过信号处理电路2(B2)处理后，与信号处理电路1(B1)输出的信号同时输入信号处理电路3(B3)进行处理，然后，再经过计算机(B4)中的程序作数据处理后，得到被测物的位移、速度、振动等参量的测量结果，由输出结果(B5)输出。