[實用新型]一種具有光程可調功能的楊氏光纖白光干涉解調儀

有效

• 申請號: 201420795915.1
• 申請日: 2014-12-15
• 公開（公告）號: CN204679089U
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發明（設計）人: 苑立波;羅昊
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01D5/26
• 分類號: G01D5/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于光纖技術領域，具體涉及的是一種可用于多路復用光纖白光干涉傳感器陣列的解調系統中的具有光程可調功能的楊氏光纖白光干涉解調儀。

背景技術

光纖白光干涉技術與方法是光纖技術領域中獨具特色的一種測量方法和傳感技術。該項專門技術在寬譜光干涉特性研究，絕對形變光纖傳感測量，光波導器件的結構及其對光波反射特性參量的檢測，光纖陀螺環中光偏振態橫向耦合測量與評估，尤其是在醫學臨床診斷的組織結構形態的光學層析技術等方面，都具有廣泛的應用。與普通光纖干涉儀相比，光纖白光干涉儀除了具有高靈敏度、本質安全、抗電磁干擾等優點外，最大特點是可對壓力、應變、溫度等物理量進行絕對測量。因此應用白光干涉的光纖干涉儀被廣泛應用于物理、機械、環境、化學、生物醫學等多領域的測量中。

在光纖白光干涉傳感解調系統通常包括兩部分：一部分是解調儀的光路結構；另一部分是空間光程動態調整裝置。其中空間光程動態調整單元的目的是實現解調儀與干涉測量儀的光程匹配，從而實現通過干涉儀的方法完成測量的任務。

1983年，R.E.Jones等人就用光纖來構造楊氏干涉儀，并將其用于磁場的測量R.E.Jones,J.P.Willson,G.D.Pitt,R.H.Pratt,K.W.H.Foulds,and?D.N.Batchelder,Detection?techniques?for?measurement?of?DC?magnetic?fields?using?optical?fiber?sensors,The?First?International?Conference?on?Optical?Fiber?Sensors,London,1983。S.Chen等在1991年提出了采用CCD作為空間探測陣列，借助于楊氏干涉儀的結構來實現光纖白光干涉解調的方案S.Chen?and?A.J.Rogers?and?B.T.Meggitt，Electronically?scanned?optical-fiber?Young's?white-light?interferometer,Opt.Lett.,16(10),761-763,1991。1994年，A.Brandenburg與R.Henninger給出了一種集成波導楊氏白光干涉解調儀A.Brandenburg?and?R.Henninger,Integrated?optical?Young?interferometer,Appl.Opt.,33(25),5941-5947,1994。

上述在先技術都存在測量動態范圍小、僅能測量一個傳感器的缺點。為了克服這些缺點和不足，解決光纖干涉儀系統中的光程調整與匹配問題，本實用新型基于楊氏白光干涉的原理，給出了一種光程可調、可以擴展測量動態范圍、實現多個傳感器共用的光纖白光干涉傳感解調裝置。此外，該楊氏光纖白光干涉解調儀在兩個光纖端點光源和CCD探測陣列之間，插入一個柱面透鏡，這樣可以將干涉光場的壓縮成一條線聚焦于CCD探測面上，提高了信號效率，降低了光源的功率，從而降低了系統的成本。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種具有光路單向傳輸特性，信號光無法回饋到光源中，能增加系統的穩定性的結構簡單、調整方便、可以擴展測量動態范圍、實現多個傳感器共用的具有光程可調功能的楊氏光纖白光干涉解調儀。

本實用新型的目的是這樣實現的：

一種具有光程可調功能的楊氏光纖白光干涉解調儀，由光纖耦合器，光程調節裝置，第一光纖出射端，第二光纖出射端,柱面透鏡，線性CCD探測陣列以及光纖連接組成，其特征在于：經由外界測量干涉儀產生的攜帶待測信息的光束通過光纖耦合器被分為兩束，分別在第一光纖尾端和第二光纖尾端輸出，輸出的兩光場相干疊加后被匯聚在線性CCD探測陣列上形成一列明暗相間的條紋，通過對接收到干涉圖樣進行信號處理可以解調出外界測量干涉儀所攜帶的待測信息。

通過楊氏光纖干涉儀兩臂中的一個光纖臂串接一個空間光程調整裝置來實現光程調節，空間光程調整裝置由三端口光環行器，光纖準直器，掃描反射鏡組成。

本實用新型的有益效果在于：

1本實用新型所給出的楊氏光纖白光干涉解調儀的一臂具有光程可調功能，該功能是通過楊氏光纖干涉儀兩臂中的一個光纖臂串接一個空間光程調整裝置來實現的。因而不僅可以極大地擴展了系統測量的動態范圍，而且可使解調儀工作在最佳狀態。

2本實用新型使用了三端口光纖環行器連接了輸入、輸出光路，由于每端都不會存在反射，避免了回波對光源的影響。保證了測試系統的穩定性，提高了測量系統的可靠性。