[發明專利]無源偏置光纖陀螺和電流傳感器

有效

• 申請號: 200710111969.6
• 申請日: 2007-06-18
• 公開（公告）號: CN101275834A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發明（設計）人: 黃宏嘉
• 申請（專利權）人: 黃宏嘉
• 主分類號: G01C19/64
• 分類號: G01C19/64;G02B6/28
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 須一平

1.?一種無源偏置光纖傳感器，包括：

一提供線偏振光的光源；

一“零到快”光纖四分之一波片，其不旋端與所述光源相連接，從而使此光纖四分之一波片提供一園偏振光注入光纖回路；

一3×3“園”保偏光纖耦合器，其中間光纖臂之一端與所述光纖四分之一波片之快旋端相連接，另一端截短為匹配端；

一光纖探測環，其兩端與所述3×3“園”保偏光纖耦合器二側光纖臂的各一端相連接；以及

一對光電探測器，接于所述3×3“園”保偏光纖耦合器二側光纖臂的各另一端，用以探測返回光束所攜載之信號光功率。

2.?根據權利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述3×3“園”保偏光纖耦合器的三根園保偏光纖之位置相互對稱，使所含三個纖芯的橫截面幾何成為三角形，所述三根園保偏光纖之中任一根均可作為接受園偏振光激發的輸入端。

3.?根據權利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述3×3“園”保偏光纖耦合器的三根園保偏光纖位于同一平面，使所含三個纖芯的橫截面幾何成為一直線。

4.?根據權利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述光纖探測環為園保偏光纖探測環，用以探測此光纖環的轉動速率，所述光纖環中二園偏振光束在順、逆時針方向環行時由于Sagnac效應而產生的相位差正比于被測的光纖環轉動速率。

5.?根據權利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述光纖探測環為園保偏光纖探測環，用以探測此光纖環所環繞的電流，所述光纖環中二園偏振光束在順、逆時針方向環行時由于Faraday效應而產生的相位差正比于被測電流的安培匝數。

6.?一種無源偏置光纖傳感器。包括：

一提供線偏振光的光源；

一2×2單模光纖耦合器，其中一光纖臂受所述線偏振光之激發；

一與所述2×2單模光纖耦合器經由一起偏器相連接的3×3混合光纖耦合器，含一根單模光纖和二根線保偏光纖，此二根線保偏光纖起分光作用，同時因與單模光纖相互耦合而產生120°相位關系，從而提供傳感器干涉光路中的無源偏置：

一光纖探測環，其二端與所述3×3混合光纖耦合器中二線保偏光纖輸出端相連接；以及

一光電探測器，接于所述2×2單模光纖耦合器的另一光纖臂，用以探測返回光束所攜載之信號光功率。

7.?根據權利要求6所述的傳感器，其特征在于，所述3×3混合光纖耦合器的橫截面結構是由二線保偏光纖和一單模光纖相互緊靠組成，所含三個纖芯相互間等距離，形成一三角形，其中單模光纖兩端以斜角截短，成為二匹配端。

8.?根據權利要求6所述的傳感器，其特征在于，所述3×3混合光纖耦合器的橫截面結構是由二線保偏光纖和一單模光纖在同一平面上緊靠組成，所含三個纖芯形成一直線，其中單模光纖兩端以斜角截短，成為二匹配端。

9.?根據權利要求6所述的傳感器，其特征在于，所述光纖探測環是用線保偏光纖繞成，用以探測此光纖環的轉動速率，所述光纖環中二線偏振光束在順、逆時針方向環行時由于Sagnac效應而產生的相位差正比于被測的光纖環轉動速率。

10.?根據權利要求6所述的傳感器，其特征在于，所述光纖探測環是用園保偏光纖繞成，且所述光纖環的二端均接以“快到零”光纖四分之一波片，從而使傳感器干涉光路中線偏振光變換為園偏振光后進入光纖環用以探測此光纖環所環繞的電流，所述光纖環中二園偏振光束在順、逆時針方向環行時由于Faraday效應而產生的相位差正比于被測電流的安培匝數。

11.?一種無源偏置光纖傳感器，包括：

一提供線偏振光的光源；

一2×2單模光纖耦合器，其中一光纖臂受所述線偏振光之激發；

一2×2線保偏光纖耦合器，用為線偏振光分束器；

一集成Faraday旋轉器，起無源偏置作用；

一光纖探測環，該光纖探測環的一端接于所述2×2線保偏光纖耦合器的一個輸出端，該光纖探測環的另一端經由所述集成Faraday旋轉器接于所述2×2線保偏光纖耦合器的另一輸出端；以及

一光電探測器，接于所述2×2單模光纖耦合器，用以探測返回光束所攜載之信號光功率。