光纤旋光仪的制作方法
【专利摘要】光纤旋光仪是一种全光纤光路测试系统，通过对具有磁旋光效应的光纤加以调制从而实现对旋光角的测量。目前市场上旋光仪大都运用传统光学系统及伺服电机的方法对旋光角进行测量。光纤旋光仪采用了光信号通过交流调制的磁旋光光纤，并运用法拉第旋镜反射的单光路处理，产生了一个两次旋转的交流调制角度，最后采用数字信号处理电路对输出信号进行频谱分析计算出待测旋光角。此种方法不仅提高了旋光仪的精度和集成度，而且功耗低，体积小，方便携带，可应用于各类化验分析和质量控制等方面。
【专利说明】光纤旋光仪
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高精度全光纤旋光仪。特别提供了一种运用交流调制的方法对一 种具有磁旋光效应的光纤进行调制，并对调制的信号进行频谱分析求出准确的旋光角。
【背景技术】
[0002] 目前市面上旋光仪大都采用传统光学系统进行测量，这类旋光仪的缺点是体积 大，重量重，误差偏高。为了提高测量精度，有些采用高精度伺服电机进行校准测量，但其 测量角度的范围有限。本发明采用光纤传导，对磁旋光光纤进行调制测量，运用频谱分析法 对信号进行处理，不仅提高了测量的精度，而且提高了仪器的集成度，使仪器更方便携带使 用。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是设计了一种全光纤光路测试系统，解决了【背景技术】所述的传统旋 光仪普遍存在问题，同时提供了一种利用光纤旋光效应进行高精度测量的方法。
[0004] 本发明采取光纤系统，先将光源调制信号输入光纤中，经光纤环形器反射端口连 接带有尾纤的lens(聚焦透镜）将信号光准直为平行光，经起偏器产生偏振光，偏振光通过 待测溶液发生旋转，再由准直透镜将旋转的光信号耦合到光纤中，当光纤中的光信号通过 具有磁旋光效应的特殊光纤后，使输出光信号增加了一个交流的调制角度，再经过法拉第 旋镜反射回来，让光信号发生一次90°的旋转角，和原光路信号相互垂直。此时的光信号再 次经过磁旋光光纤与溶液，产生了两次经过溶液的旋光角和磁调制角。通过环形器输出端 口到光电探测器，对测量的光强信号进行放大处理后，由数字信号处理芯片对信号进行频 谱分析计算，从而得到溶液的旋光角。
[0005] 本发明的优点有：
[0006] (1)运用光纤的特性将光信号由光纤载入，运用一种稳定的交流信号对具有磁旋 光效应的光纤进行调制，提高了仪器的集成度。
[0007] (2)运用法拉第旋镜进行反光处理，从而得到一个输入光垂直的返回光信号，节省 了光路的长度。
[0008] (3)对光电探测器的信号进行频谱分析计算，提升了角度测量的精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0010] (1)附图1为光纤旋光仪的原理框图
[0011] (2)附图2为光纤旋光仪的光路示意图
【具体实施方式】
[0012] 本发明可应用于对精度要求相对较高的医疗器械、药品、食品、香料的制作检验以 及化工、石油等化验分析等方面。具体可分为两部分：
[0013] ⑴光路部分
[0014] 半导体激光器产生一束激光由环形器的1脚输入环形器，由2脚输出，通过光纤传 导，终端为Lens，光首先通过偏振片变成偏振光，经过样品产生旋转，再经过一个Lens后使 偏振光再次进入光纤传导。
[0015] 当光通过带有法拉第线圈的磁光光纤时发生改变，产生一个微调角度，然后经过 法拉第旋镜，使光发生90°旋转并按原光路返回，由环形器的2脚输入，3脚输出被光电探 测器测量。在整个光路过程中环形器起到分离输入输出光的作用，偏振片既作为起偏器又 作为检偏器使用。
[0016] (2)电路部分
[0017] 光电探测器探测到的光信号经过放大后由A/D转换器转换为数字信号，存储在 DSP内存中，由DSP对其做频谱分析处理，然后经过相应的算法，计算出样品的旋光角炉，从 而可得到样品的浓度并显示。
【权利要求】
1. 光纤旋光仪的设计，包括： (1) 内部结构主要由光源，普通光纤，环形器，磁旋光光纤，稳定的交直流源，法拉第旋 镜、光电探测器，放大电路，信号处理电路组成； (2) 设计一种运用磁旋光光纤来测量旋光角度的便携式旋光仪； (3) 采用磁旋光光纤测量方法提升了测量精度。
2. 按照权利要求1所述的光纤旋光仪，其特征是：利用磁旋光光纤的旋光特性进行小 角度测量，光信号通过光纤进行传输，提高了仪器的集成度，节省了体积和重量。
3. 按照权利要求1所述的光纤旋光仪，其特征是：采用法拉第旋镜对光信号进行90° 偏转处理，产生了原路返回的光信号，节省了仪器的长度。
4. 按照权利要求1所述的光纤旋光仪，其特征是：线圈外加电流源采用交直流信号叠 加的方法，实现线性的直流电流源和稳定的交流源。
【文档编号】G01N21/21GK104515736SQ201310470684
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】王芳, 王旭, 常钦, 郭彩霞, 修素朴, 张扬眉 申请人:河南师范大学