专利名称：全光纤再入式微分干涉仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及光纤传感技术领域，尤其涉及全光纤干涉技术领域。
背景技术：
光的干涉已经广泛的应用于传感测试和通讯技术领域，尤其在周界安防方面，利用光的干涉测量振动、应力信号的技术越来越完善，然而现有技术中的利用全光纤干涉方法测量振动信号的系统中通常结构比较复杂，由此带来的成本问题和系统的不灵敏问题一直无法彻底解决。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供一种全光纤再入式微分干涉仪。本发明的目的是这样实现的一种全光纤再入式微分干涉仪，由光源、光电探测器、光纤耦合器、延迟光纤、探测光纤和反射装置组成。其特征在于该干涉仪有两个反射装置，一个通过探测光纤和光纤耦合器相连，另一个通过一小段光纤和光纤耦合器相连，光纤耦合器的输出端或者输入端的两个端口被一段延迟光纤连接，光源和光电探测器分别通过光纤和光纤耦合器相连。当探测光纤由于外力的作用形成相差时，携带相位信息的两束光在返回到光纤耦合器的与光电探测器相连的输入端处发生干涉。干涉结果由光纤耦合器进入光电探测器转变为电信息，输出导线中传输的电流值。可以看出，本发明中光纤干涉系统光路结构具有良好的互易性，干涉结果只携带了外力产生的相位信息。本发明可以采用3 X 3光纤耦合器、4X 4光纤耦合器等，采用的光纤耦合器的光功率是均分的，即它们的光功率分光比是1 I 1或者1 I 1 1，等，采用的光纤耦合器的输入端与输出端分别具有互换性。所述光源、光电探测器、光纤耦合器、延迟光纤、传感光纤采用光纤进行连接。本发明的有益效果在于本发明设计了一种全光纤再入式微分干涉仪，它的突出优点是能够仅采用一只光纤耦合器，能够实现相位调制信息的单根光纤提取。能够完全消除全光纤干涉系统中任何互易性的变化，系统抗干扰能力强。在不改变光纤长度的情况下， 相位灵敏度高，不但提高了弱物理信号的提取能力，而且克服了温度、振动、电磁干扰等各种环境因素的干扰，无须在高压区引入电源，所以系统抗干扰能力更强，可以用于复杂、恶劣的环境中。
图1为本发明所述的全光纤再入式微分干涉仪的结构示意图；图2为实施例3中微分干涉仪结构示意图；图3为实施例3中微分干涉仪的结构示意图4为实施例4中微分干涉仪的结构示意图。1、光纤耦合器2、光源3、光电转换器4、延迟光纤5、探测光纤6、7、反射装置
具体实施例方式本发明公开了一种全光纤再入式微分干涉仪，下面结合附图和具体实施例对本发明做详细介绍实施例1 一种全光纤再入式微分干涉仪，由3X3光纤耦合器1、光源2、光电探测器3、延迟光纤4和探测光纤5和两个反射镜6和7组成。其结构特征如图1所示光源 2和光电探测器3分别与3X3光纤耦合器1的一个输入端和一个输出端相连，3X3光纤耦合器1的两个输入端通过一段延迟光纤4相连，3X3光纤耦合器1的两个输出端分别连接一段探测光纤5和一小段光纤，这两段光纤末端分别连接反射镜7和反射装置6。本发明的两路相干光路径为(1)光源2-光纤耦合器1-探测光纤5-反射镜7-探测光纤5_光纤耦合器1_延迟光纤4-光纤耦合器1-反射镜6-光纤耦合器1-延迟光纤4-光纤耦合器1-光电探测器 3 ；(2)光源2-光纤耦合器1-反射镜6-光纤耦合器1-延迟光纤4_光纤耦合器1_探测光纤5-反射镜7-探测光纤5-光纤耦合器1-延迟光纤4-光纤耦合器1-光电探测器3 ；当传感光纤由于外力的作用形成相差时，携带相位信息的两束光在返回到光电探测器3时发生干涉。光源1可以是下述中的任一种工作波长是1310nm或1550nm的半导体激光二极管(LD)，半导体发光二极管(LED)激光器，超辐射发光二极管(SLD)激光器和ASE光源等， 本实施例选用工作波长为1550nm的半导体发光二极管(LED)光源。实施例2 —种全光纤再入式微分干涉仪，由3X3光纤耦合器1、光源2、光电探测器3、延迟光纤4和探测光纤5和两个反射镜6和7组成。其结构特征如图2所示光源2 和光电探测器3分别与3 X 3光纤耦合器1的一个输入端和一个输出端相连，3 X 3光纤耦合器1的两个输出端通过一段延迟光纤4相连，3X3光纤耦合器1的两个输入端分别连接一段探测光纤5和一小段光纤，这两段光纤末端分别连接反射镜7和反射装置6。本发明的两路相干光路径为(1)光源2-光纤耦合器1-延迟光纤4-光纤耦合器1-反射镜6-光纤耦合器1_延迟光纤4-光纤耦合器1-探测光纤5-反射镜7-探测光纤5-光纤耦合器1-光电探测器3 ；(2)光源2-光纤耦合器1-延迟光纤4-光纤耦合器1-反射镜6_光纤耦合器1_延迟光纤4-光纤耦合器1-探测光纤5-反射镜7-探测光纤5-光纤耦合器1-光电探测器3 ；当传感光纤由于外力的作用形成相差时，携带相位信息的两束光在返回到光电探测器3时发生干涉。
光源1可以是下述中的任一种工作波长是1310nm或1550nm的半导体激光二极管(LD)，半导体发光二极管(LED)激光器，超辐射发光二极管(SLD)激光器和ASE光源等， 本实施例选用工作波长为1550nm的半导体激光二极管(LD)光源。实施例3 —种全光纤再入式微分干涉仪，由3X3光纤耦合器1、光源2、光电探测器3、延迟光纤4和探测光纤5和两个反射镜6和7组成。其结构特征如图3所示光源2 和光电探测器3与3 X 3光纤耦合器1的两个输入端相连，3 X 3光纤耦合器1的另一个输入端通过探测光纤5和反射镜7相连，3X3光纤耦合器1的两个输出端通过一段延迟光纤4 相连，3X3光纤耦合器1的另一个输出端通过一小段光纤和反射镜6相连。本发明的两路相干光路径为(1)光源2-光纤耦合器1-延迟光纤4-光纤耦合器1-探测光纤5-反射镜7_探测光纤5-光纤耦合器1-反射镜6-光纤耦合器1-光电探测器3 ；(2)光源2-光纤耦合器1-反射镜6-光纤耦合器1-探测光纤5_反射镜7_探测光纤5-光纤耦合器1-延迟光纤4-光纤耦合器1-光电探测器3 ；当传感光纤由于外力的作用形成相差时，携带相位信息的两束光在返回到光电探测器3时发生干涉。光源1可以是下述中的任一种工作波长是1310nm或1550nm的半导体激光二极管(LD)，半导体发光二极管(LED)激光器，超辐射发光二极管(SLD)激光器和ASE光源等， 本实施例选用工作波长为1550nm的半导体发光二极管(LED)光源。实施例4 一种全光纤再入式微分干涉仪，由3X3光纤耦合器1、光源2、光电探测器3、延迟光纤4和探测光纤5和两个反射镜6和7组成。其结构特征如图4所示光源2 和光电探测器3与3 X 3光纤耦合器1的两个输入端相连，3 X 3光纤耦合器1的另一个输入端通过一小段光纤和反射镜6相连，3X3光纤耦合器1的两个输出端通过一段延迟光纤4 相连，3X3光纤耦合器1的另一个输出端通过探测光纤5和反射镜7相连。本发明的两路相干光路径为(1)光源2-光纤耦合器1-延迟光纤4-光纤耦合器1-反射镜6-光纤耦合器1_探测光纤5-反射镜7-探测光纤5-光纤耦合器1-光电探测器3 ； (2)光源2-光纤耦合器1-探测光纤5-反射镜7-探测光纤5_光纤耦合器1_反射镜6-光纤耦合器1-延迟光纤4-光纤耦合器1-光电探测器3 ；当传感光纤由于外力的作用形成相差时，携带相位信息的两束光在返回到光电探测器3时发生干涉。光源1可以是下述中的任一种工作波长是1310nm或1550nm的半导体激光二极管(LD)，半导体发光二极管(LED)激光器，超辐射发光二极管(SLD)激光器和ASE光源等， 本实施例选用工作波长为1550nm的超辐射发光二极管(SLD)激光器。这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其他形式、结构、布置、比例，以及用其他元件、 材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其他变形和改变。
权利要求
1.一种全光纤再入式微分干涉仪，其特征在于光源(1)和光接收模块( 分别与光纤耦合器的( 一个输入端相连，光纤耦合器(3)的另一个输入端通过延迟光纤(4)和光纤耦合器(3)的一个输出端相连，光纤耦合器(3)的另外两个输出端通过传感光纤(5)相连。
2.根据权利要求1所述的全光纤再入式微分干涉仪，其特征在于所述的光纤耦合器 (3)的光功率是均分的，几个输入端和输出端之间可以互换。
3.根据权利要求1所述的全光纤再入式微分干涉仪，其特征在于所述的光源(1)、光电探测器O)、光纤耦合器(3)、延迟光纤(4)和传感光纤( 之间采用光纤进行连接。
全文摘要
本发明公开了一种全光纤再入式微分干涉仪，属于光纤技术领域。本发明的结构特征为光源和光接收模块分别与光纤耦合器的一个输入端相连，光纤耦合器的另一个输入端通过延迟光纤和光纤耦合器的一个输出端相连，光纤耦合器的另两个输出端通过一根传感光纤相连。使得两束相干光在光接收模块发生干涉。该系统可以应用在任意相位大小干涉系统中，特别是对干涉信号幅度不稳定的系统。
文档编号G01H9/00GK102162748SQ20101027222
公开日2011年8月24日 申请日期2010年9月2日 优先权日2010年9月2日
发明者仝芳轩, 周正仙, 席刚, 皋魏, 郭兆坤 申请人:上海华魏光纤传感技术有限公司