用于防区型振动传感系统的干涉结构的制作方法

文档序号:5877430
专利名称:用于防区型振动传感系统的干涉结构的制作方法
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
目前,全光纤周界报警系统作为全新的安防设备,具有明显的优势。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,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,由此带来的成本较高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,本发明提供一种用于防区型振动传感系统的干涉结 构。本发明的目的是这样实现的一种用于防区型振动传感系统的干涉结构,由光源、 光电探测器、光纤耦合器、延迟光纤、探测光纤和回路装置组成。其特征在于探测光纤一端 和延迟光纤相连,另一端和光纤耦合器相连,延迟光纤的另一端和与探测光纤同侧的光纤 耦合器的端口相连;光纤耦合器的另一侧设置有使光线返回光纤耦合器的回路装置;光源 和光电探测器分别与光纤耦合器两侧的一个端口相连。光源的光进入光纤耦合器后,以下两路光将形成相干光,其路径为(1)光源-光纤耦合器_回路装置_延迟光纤_探测光纤_光纤耦合器_光电转 换器(2)光源_光纤耦合器_回路装置_探测光纤_延迟光纤_光纤耦合器_光电转 换器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电探 测器时发生干涉。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。如果把探测光纤和延迟光纤作为整体和回路装置在光纤耦合器上两侧的位置互 换,同样在光电探测器处可以形成两路相干涉光,其路径为 (3)光源_光纤耦合器_延迟光纤_探测光纤-光纤耦合器-回路装置-光纤耦 合器-光电探测器(4)光源_光纤耦合器_探测光纤-延迟光纤-光纤耦合器-回路装置-光纤耦 合器-光电探测器本发明可以采用3X3光纤耦合器、4X4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 1 1或者1 1 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、光电转换器、光纤耦合器、延迟光纤、探测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用于防区型振动传感系统的干涉结 构,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为本发明所述的带反射装置的光纤干涉结构示意图。图2为探测光纤和延迟光纤与反射装置位置交换后的光纤干涉结构示意图。图3为带回路光纤的光纤干涉结构示意图;图4为探测光纤和延迟光纤与回路光纤交换位置后的光纤干涉结构示意图。1、光源2、光电转换器3、光纤耦合器4、延迟光纤5、探测光纤6、反射装置7、回路光纤
具体实施例方式本发明公开了一种用于防区型振动传感系统的干涉结构,下面将结合附图和具体 实施例对本发明做详细介绍实施例1 一种用于防区型振动传感系统的干涉结构,由3X3光纤耦合器1、光源 2、光电转换器3、延迟光纤4、探测光纤5和反射镜6组成。光源2连接在光纤耦合器1的 输入端,探测光纤5和延迟光纤4连接后,另外两端分别和3X3光纤耦合器1的两个输入 端连接,3X3光纤耦合器1的两个输出端分别通过一段光纤连接一个反射镜6和一个光电 探测器3。光源2发出的光经过3 X 3光纤耦合器1分光后,有两路光在回到光电探测器时会 发生干涉,他们的路径是(1)光源2-3 X 3光纤耦合器1_反射镜6_延迟光纤4_探测光纤5_3 X 3光纤耦合 器1-光电转换器3;(2)光源2-3 X 3光纤耦合器1_反射镜6_探测光纤5_延迟光纤4_3 X 3光纤耦合 器1-光电转换器3;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电转 换器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 —种用于防区型振动传感系统的干涉结构,如图3所示;由3X3光纤耦 合器1、光源2、光电转换器3、延迟光纤4、探测光纤5和回路光纤7组成。3X3光纤耦合器1的一个输入端连 接光源2,另外两个输入端之间连接一根回路光纤7,探测光纤5和延 迟光纤4连接后,另外两端分别和3 X 3光纤耦合器1的两个输出端连接,3 X 3光纤耦合器 1的第三个输出端连接一个光电探测器3。光源2发出的光经过3 X 3光纤耦合器1分光后,有两路光在回到光电探测器时会 发生干涉,他们的路径是(3)光源2-3 X 3光纤耦合器1_延迟光纤4_探测光纤5_回路光纤7_3 X 3光纤耦 合器1-光电转换器3;(4)光源2-3 X 3光纤耦合器1_探测光纤5_延迟光纤4_回路光纤7_3 X 3光纤耦 合器1-光电转换器3;本实施例选用波长为1550nm的ASE光源。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
1.一种用于防区型振动传感系统的干涉结构,包括光纤耦合器(1)、光源(2)、光电探 测器(3)、延迟光纤(4)、探测光纤(5)和回路装置(6)和(7),其特征在于探测光纤(5) 一 端和延迟光纤(4)相连,另一端和光纤耦合器(1)相连,延迟光纤(4)的另一端和与探测光 纤(5)同侧的光纤耦合器(1)的端口相连;光纤耦合器(1)的另一侧的端口连接一个回路 装置;光源⑵和光电探测器⑶分别与光纤耦合器⑴两侧的一个端口相连。
2.根据权利要求1所述的用于防区型振动传感系统的干涉结构,其特征在于所述的 探测光纤(5)和延迟光纤(4)作为整体可以和回路装置在光纤耦合器(1)上两侧的位置交 换,效果不变。
3.根据权利要求1所述的用于防区型振动传感系统的干涉结构,其特征在于所述的 光纤耦合器(1)的光功率是均分的,几个输入端和输出端之间可以互换。
4.根据权利要求1所述的用于防区型振动传感系统的干涉结构,其特征在于所述的 反射装置(6)可以是反射镜或者在光纤末端镀一层反射膜等。
5.根据权利要求1所述的用于防区型振动传感系统的干涉结构,其特征在于所述的 回路装置(7)是连接光纤耦合器(1)两个端口的一段光纤。
全文摘要
本发明公开了一种用于防区型振动传感系统的干涉结构,属于光纤技术领域。包括光源、光电探测器、光纤耦合器、传感光纤、探测光纤和回路装置,其中光源和光电探测器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探测光纤相连。使得两束相干光在光电探测器发生干涉。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G01H9/00GK102103010SQ20101027229
公开日2011年6月22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
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