[發明專利]一種用于振動傳感的雙偏振態檢偏器

在審

• 申請號: 201710153064.9
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN106872016A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 王雪峰;曹孟輝;龔德華;強悅
• 申請（專利權）人: 昆山金鳴光電科技有限公司
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 深圳市六加知識產權代理有限公司44372
• 代理人: 宋建平

技術領域

本發明屬于光纖傳感技術領域，更具體地，涉及一種用于振動傳感的雙偏振態檢偏器。

背景技術

光波是一種橫波，具有偏振特性。利用振動對光纖內光束偏振狀態的影響，可以測定振動的存在。在成本受限的光纖偏振態振動傳感系統中，僅使用單檢偏器即可測定在傳感光纖線路上是否發生了振動。但光源發出的光束偏振態隨溫度變化而變化。這一問題可能造成光纖偏振態檢測振動傳感系統靈敏度的波動，進而發生傳感系統的誤報或漏報。而增加偏振控制器來穩定光源，可能給成本受限的偏振態檢測振動傳感系統帶來較大幅度的成本升高。

另一方面在成本受限的光纖偏振態振動傳感系統中，采用的非保偏光纖中光信號的偏振態對溫度、部署方式以及非保偏光纖品質差異也更為敏感。單檢偏器的靈敏度可能在這些不穩定環境中具有更低的振動傳感靈敏度。雖然使用保偏光纖可以部分穩定環境變化或光纖品質差異帶來的影響，但保偏光纖的材料成本與部署成本過高，在成本受限的光纖偏振態檢測振動傳感系統中難以得到廣泛應用。

因此提供一種對不穩定偏振態中振動特性檢測的手段是目前低成本光纖偏振態檢測振動傳感系統中急需解決的問題。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種用于振動傳感的雙偏振態檢偏器，在不增加成本的情況下提供一種不會受溫度、部署方式以及非保偏光纖品質差異等不穩定環境因素的影響，且具有較高振動傳感靈敏度的檢偏器，由此解決現有技術中成本受限的光纖偏振態檢測振動傳感系統無法在不穩定環境中準確通過偏振狀態的變化檢測振動特性的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種用于振動傳感的雙偏振態檢偏器，包括第一光纖準直器、第二光纖準直器、第三光纖準直器、用于將入射光一分為二的分光器件、第一偏振片以及第二偏振片；其中：入射光經過所述第一光纖準直器后入射到所述分光器件，生成第一光束和第二光束，所述第一光束垂直入射所述第一偏振片，從所述第一偏振片出射的光經過所述第二光纖準直器，所述第二光束垂直入射所述第二偏振片，從所述第二偏振片出射的光經過所述第三光纖準直器，所述第一偏振片的透光軸和第二偏振片的透光軸的夾角范圍為5-85度。

本發明實施例中，通過分光器件將入射光分成兩束光，并分別入射具有一定夾角的兩個偏振片，從而能夠根據透過兩個偏振片的光強之和來檢測光纖中是否發生振動。組成本發明提供的檢偏器所需要的光學器件成本低廉，僅需要一個分光器件和兩個偏振片，并且該檢偏器結構簡單，僅需保證入射光分成兩束且兩個偏振片的通光軸具有一定夾角，不需要增加額外檢偏器也不需要使用保偏光纖，在增加很小成本的情況下，即可克服溫度、部署方式以及非保偏光纖品質差異等不穩定環境因素的影響，且具有較高振動傳感靈敏度。從而提供了一種能夠在不穩定環境中通過偏振狀態的變化檢測振動特性的成本受限的光纖偏振態檢測振動傳感系統解決方案。

本發明的一個實施例中，所述第一偏振片的透光軸和第二偏振片的透光軸的夾角范圍為15-75度。

本發明的一個實施例中，所述第一偏振片的透光軸和第二偏振片的透光軸的夾角為45度。在兩個偏振片的通光軸的夾角為45度時，本發明實施例提供的檢偏器受溫度、部署方式以及非保偏光纖品質差異等不穩定環境因素的影響最小，且具有最高的振動傳感靈敏度。

本發明的一個實施例中，所述分光器件為半透半反鏡。半透半反鏡成本低廉性能可靠，并且分光后不需要進行準直，可以保證整個檢偏器的可靠性和低成本。

本發明的一個實施例中，所述分光器件包括：分光器或分束器，設置于所述分光器或分束器與所述第一述偏振片之間的第四光纖準直器，以及設置于所述分光器或分束器與所述第二述偏振片之間的第五光纖準直器。分光器件也可以使用分光器或分束器加上兩個光纖準直器組成，從而提供更多的可實現方案，在器件不足時有更多選擇性。

本發明的一個實施例中，所述分光器件生成的第一光束和第二光束的比例為50：50。當第一光束和第二光束的比例相等時，入射到兩個偏振片的光強也基本相同，便于后續利用透過兩個偏振片的光強來計算光纖發生振動的特性。

本發明的一個實施例中，所述分光器件的鏡面與入射光的夾角的范圍為10-80度。

本發明的一個實施例中，所述分光器件的鏡面與入射光的夾角為45度。當分光器件的鏡面與入射光的夾角為45度時，第一光束和第二光束之間的夾角為90度，所述第一偏振片與第二偏振片之間的夾角為90度。方便本發明雙偏振態檢偏器中各光學器件的空間設置，也便于后續利用透過兩個偏振片的光強來計算光纖發生振動的特性。