专利名称：一种实现光纤干涉仪传感器复用的系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光纤传感技术领域，具体涉及一种实现光纤干涉仪传感器复用的 系统。
背景技术：
干涉型光纤传感器因其极高的灵敏度，目前已广泛地应用在水声、应变、磁场、电 流和加速度等物理量的测量上。其中作为光纤干涉仪的传感器系统，解调是核心问题。目 前，光纤干涉仪的解调方法有相位载波法、白光干涉法、对称3X 3耦合器解调法等，这些方 法各有特点。白光干涉法可以解调出传感器的绝对光程差，而相位载波法和对称3X3耦合 器解调法不能，只能跟踪相位变化，但大多数场合只需要跟踪相位即可。在跟踪相位的解调方法中，对称3X3耦合器解调方法的优点在于光源无需调制， 干涉仪各光路间不需要光程差，干涉仪两臂可以完全相等，电路可以工作在不同光功率下 而不影响解调结果。并且对于它的三路输出，我们可以采用对称解调方法解调出相位差。但 传统的对称3X3耦合器解调方法只能对一个干涉传感器进行解调，很难实现多干涉仪传 感器系统。
实用新型内容本实用新型所要解决的问题是如何提供一种实现多光纤干涉仪传感器复用的系 统，该系统能用一套调解系统解调多个光纤干涉仪的相位。本实用新型所提出的技术问题是这样解决的提供一种实现多光纤干涉仪传感器 复用的系统，其特征在于，包括激光光源1、2X1耦合器或环形器2、第一光电探测器4、第二 光电探测器5、第三光电探测器6、3X3耦合器3，所述激光光源1产生的激光经过调制产 生激光脉冲，经过2X 1耦合器或环形器2入射到3X3耦合器3，所述3X3耦合器3的出
射端的其中两路串接一系列反射面，其中一路光纤反射面由反射面T1、反射面T2......反
射面Tn组成，另一路由反射面7；’、反射面Γ2’......反射面7；’组成，反射面T1和Γ/、T2和Γ2’
......Tn和7’依次两两组合配对构成一系列的串接迈克尔逊干涉仪，反射面之间构成的干
涉仪的光程差远远小于反射面到3X3耦合器3的距离，经3X3耦合器3入射到串接迈克 尔逊干涉仪的激光脉冲信号反射回到所述3X3耦合器3的入射端，连接在3X3耦合器3 入射端或者2Χ 1耦合器或环形器2入射端的第一光电探测器4、第二光电探测器5、第三光 电探测器6探测反射回来的激光脉冲的时域光信号，根据时域光信号，得到串接迈克尔逊 干涉仪分别反射回来的激光脉冲信号，根据3X3耦合器3路光信号存在120度的相位差， 从而分别解调出每个干涉仪的独立相位。本实用新型的有益效果改变了原有3X3耦合器只能解调单个干涉仪的光程差 的劣势，大大提升了干涉仪的复用能力，形成了一种多干涉仪传感器系统。
图1是本发明的实现多光纤干涉仪传感器复用的系统的逻辑框图。其中，1、激光光源，2、2\1耦合器或环形器，3、3\3耦合器，4、第一光电探测器， 5、第二光电探测器，6、第三光电探测器。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述本发明所采用的技术方案是一激光经过调制产生光脉冲，经过耦合器或环形器 入射到一 3X3耦合器3，3X3耦合器3的出射端的其中两路串接一系列的反射面，这两路 的反射面依次与3X3耦合器的距离大致相等(距离差远远小于反射面到3X3耦合器的 距离)，这样两路光纤的反射面从而构成一系列的串接Michelson干涉仪，这些干涉仪将脉 冲激光的信号反射回来返回到3X3耦合器的入射端，入射端接有三个光电探测器探测这 些干涉仪的反射的时域光信号，根据时域信号就可得到这些串接干涉仪分别反射回来的信 号，根据3X3耦合器3路光信号存在120度的相位差，从而可以分别解调出每个干涉仪的 独立相位。如图1所示，一 IOmff功率的1550nm波长激光光源1经过调制产生脉冲光，脉冲宽 度IOns 10 μ s可调，脉冲的重复频率5ΚΗζ。系统中有一 2X1(1 1)耦合器2和一 3X3(1 1 1)耦合器3，工作波长
1550nm。反射面T1和Γ/、T2和Γ2’...........Tn和Γ ’依次两两组合配对构成一系列的串接
Michelson干涉仪。这些反射面到3 X 3耦合器的距离远远大于两个面构成的干涉仪的光程 差，这里反射面的距离大约100米。脉冲经T1和7；’、T2和:T2'...........Tn和Γ ’两反射镜反射回的光会形成干涉。以
T1和η’为例，第一光电探测器4、第二光电探测器5、第三光电探测器6会探测到经过3 X 3耦 合器的三个干涉输出P1 (T1)、P2 (T1)和P3 (T1)，三路干涉仪信号相位差相差120度，即可构成 三个独立方程，
2Ptx = C + Boosi^--n)PT2 = C+Bcos((J))
2Ptj = + Βοχ)Β{φ + -π)可解调出相位(^(t)。依次类推，都可以得到！^和巧人！^和厂’......所对应的
Φ2α)、Φ3α).......搭建系统之前要设计好激光脉冲的重复频率以及反射镜之间的距
离，确保每一路干涉信号输出时不会产生重叠。
权利要求一种实现多光纤干涉仪传感器复用的系统，其特征在于，包括激光光源(1)、2×1耦合器或环形器(2)、第一光电探测器(4)、第二光电探测器(5)、第三光电探测器(6)、3×3耦合器(3)，所述激光光源(1)产生的激光经过调制产生激光脉冲，经过2×1耦合器或环形器(2)入射到3×3耦合器(3)，所述3×3耦合器(3)的出射端的其中两路串接一系列反射面，其中一路光纤反射面由反射面T1、反射面T2......反射面Tn组成，另一路由反射面反射面......反射面组成，反射面T1和T2和......Tn和依次两两组合配对构成一系列的串接迈克尔逊干涉仪，反射面之间构成的干涉仪的光程差远远小于反射面到3×3耦合器(3)的距离，经3×3耦合器(3)入射到串接迈克尔逊干涉仪的激光脉冲信号反射回到所述3×3耦合器(3)的入射端，连接在3×3耦合器(3)入射端或者2×1耦合器或环形器(2)入射端的第一光电探测器(4)、第二光电探测器(5)、第三光电探测器(6)探测反射回来的激光脉冲的时域光信号，根据时域光信号，得到串接迈克尔逊干涉仪分别反射回来的激光脉冲信号，根据3×3耦合器(3)路光信号存在120度的相位差，从而分别解调出每个干涉仪的独立相位。FSA00000158741600011.tif,FSA00000158741600012.tif,FSA00000158741600013.tif,FSA00000158741600014.tif,FSA00000158741600015.tif,FSA00000158741600016.tif
专利摘要本实用新型公开了一种实现多光纤干涉仪传感器复用的系统，依次包括激光光源1、2×1耦合器2或环形器、第一光电探测器4、第二光电探测器5、第三光电探测器6和3×3耦合器3，所述激光光源1和第二光电探测器5分别连接2×1耦合器2或环形器，2×1耦合器2或环形器连接3×3耦合器3以及一系列的串接迈克尔逊干涉仪。本实用新型的有益效果改变了原有3×3耦合器只能解调单个干涉仪的光程差的劣势，大大提升了干涉仪的复用能力，形成了一种多干涉仪传感器系统。
文档编号G01D5/26GK201688855SQ20102021866
公开日2010年12月29日 申请日期2010年6月8日 优先权日2010年6月8日
发明者冉曾令, 鲁恩 申请人:电子科技大学