[發(fā)明專利]一種用于光纖環(huán)形干涉儀的雙晶體相位調(diào)制裝置及方法

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• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111781752A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜鳳賢;王燕濤;齊躍峰
• 申請（專利權(quán)）人: 燕山大學(xué)里仁學(xué)院
• 主分類號: G02F1/03
• 分類號: G02F1/03;G02F1/09
• 代理公司: 北京華際知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11676
• 代理人: 葉宇

本發(fā)明公開了一種用于光纖環(huán)形干涉儀的雙晶體相位調(diào)制裝置及方法，電光晶體器件A、電光晶體器件B互成90°排列，在電光晶體器件A外側(cè)設(shè)有法拉第旋光器A，在法拉第旋光器A外側(cè)設(shè)有偏振片A，在偏振片A外側(cè)設(shè)有光纖準(zhǔn)直器A；在電光晶體器件B外側(cè)設(shè)有法拉第旋光器B，在法拉第旋光器B外側(cè)設(shè)有偏振片B，在偏振片B外側(cè)設(shè)有光纖準(zhǔn)直器B；光纖準(zhǔn)直器A、偏振片A、法拉第旋光器A、電光晶體器件A、電光晶體器件B、法拉第旋光器B、偏振片B、光纖準(zhǔn)直器B呈直線排列；利用光纖準(zhǔn)直器A或B將光纖環(huán)形干涉儀光纖環(huán)光路接入法拉第旋光器A或B。本發(fā)明利用電光晶體光軸傳光橫向應(yīng)用，消除自然雙折射的影響，克服自然雙折射受溫度影響的劣勢。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)移相領(lǐng)域，尤其是一種用于光纖環(huán)形干涉儀的雙晶體相位調(diào)制裝置和方法。

背景技術(shù)

光纖環(huán)形干涉儀(或稱光纖Sagnac干涉式)憑借其高靈敏度在光纖陀螺方面得到了成功的應(yīng)用，其信號檢測基于相位調(diào)制解調(diào)技術(shù)。目前，光纖陀螺中應(yīng)用的主要是基于渡越時間的相位調(diào)制方式，受限于本振頻率影響，需要額外的技術(shù)手段保證時間延遲，對光纖陀螺成本和可靠性都有影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種用于光纖環(huán)形干涉儀的雙晶體相位調(diào)制裝置及方法，避免出現(xiàn)目前已有相位調(diào)制器的本振頻率影響缺陷和技術(shù)困難，為光纖環(huán)形干涉儀提供了一種低成本和高可靠性的光路參考。

為實現(xiàn)上述目的，采用了以下技術(shù)方案：本發(fā)明提供了一種用于光纖環(huán)形干涉儀的雙晶體相位調(diào)制裝置，所述裝置包括光纖環(huán)形干涉儀光纖環(huán)光路、光纖準(zhǔn)直器A、偏振片A、法拉第旋光器A、電光晶體器件A、電光晶體器件B、法拉第旋光器B、偏振片B及光纖準(zhǔn)直器B；

所述電光晶體器件A、電光晶體器件B互成90°排列，在電光晶體器件A外側(cè)設(shè)有法拉第旋光器A，在法拉第旋光器A外側(cè)設(shè)有偏振片A，在偏振片A外側(cè)設(shè)有光纖準(zhǔn)直器A；在電光晶體器件B外側(cè)設(shè)有法拉第旋光器B，在法拉第旋光器B外側(cè)設(shè)有偏振片B，在偏振片B外側(cè)設(shè)有光纖準(zhǔn)直器B；所述光纖準(zhǔn)直器A、偏振片A、法拉第旋光器A、電光晶體器件A、電光晶體器件B、法拉第旋光器B、偏振片B及光纖準(zhǔn)直器B呈直線排列；利用光纖準(zhǔn)直器A或B將光纖環(huán)形干涉儀光纖環(huán)光路接入法拉第旋光器A或B。

進一步地，所述電光晶體器件A、B中的電光晶體為鈮酸鋰晶體。

進一步地，兩個旋向相反的法拉第旋光器件A、B的旋光角均為45⁰，分別置于電光晶體器件A、B外側(cè)。

進一步地，在所述電光晶體器件A、B上外加調(diào)制電壓使其產(chǎn)生電致雙折射效應(yīng)。

進一步地，所述法拉第旋光器件A、B的旋向相反，兩個互成90°的電光晶體器件A、B位于兩個法拉第旋光器件的中間。

進一步地，所述電光晶體器件A、B中的電感應(yīng)主軸所在的平面與入射光的方向垂直。

本發(fā)明另提供了一種用于光纖環(huán)形干涉儀的雙晶體相位調(diào)制方法，包括以下步驟：

S1，利用光纖準(zhǔn)直器將法拉第旋光器件接入環(huán)形干涉儀，引入光路；

S2，利用偏振片來控制法拉第旋光器件入口處光的偏振方向；

S3，利用兩個旋向相反且旋光角均為45°的法拉第旋光器件，分別旋轉(zhuǎn)從光纖環(huán)形干涉儀光路中入射的兩路偏振方向相同的線偏振光；

S4，控制上述兩個法拉第旋光器件的旋光角以及從外部入射其上偏振光的偏振方向，使其出射光的偏振方向分別旋向電光晶體由于電致使雙折射而產(chǎn)生的兩個電感應(yīng)主軸方向；

S5，通過外加調(diào)制電壓的變化來調(diào)制電光晶體的電光相位延遲，調(diào)制從不同端口通過相位調(diào)制器的線偏振光的相位差。

工作過程大致如下：