示出对于规定参数集和对于宽带光谱的两个不同宽度、图2 (即，图2a、2b)的 传感器配置的作为感测光纤长度的函数的规格化标度因子(具有高斯形状，分别参见图3a 和3b)。该计算揭示标度因子以半个间距长度的周期振荡。这是在旋制光纤的两个不同本 征模中传播的光波之间干涉的表现。（如果旋制光纤的长度是半个旋绕间距的倍数，在入射 光方向上采用慢(或快）模传播的所有光波在采用快(或慢）模反射后返回并且因此，在缺乏 施加电流的情况下，所有光态恢复它们的初始相对相位。然而，如果光纤长度是任意的，一 部分的光采用旋制光纤的相同模在两个方向上传播。该未被调换光波之间的干涉对图3a 和图3b中的纹样负责。） 采用旋制光纤的两个不同本征模传播的光波的相干性随着传播距离增加（即随着两个 光波之间的差分群延迟增加）而减小。因此，如在图3a、3b中示出的，观察的振荡的幅度随 着感测光纤长度减小并且在感测光纤中的本征态之间的延迟变得比所利用的光的相干时 间大得多时变得可忽略。相干长度本身与光源10的光谱的宽度A λ成反比。在使用具有 40nm宽度(半高全宽）的光源(这样的光源通常已经在现有技术中采用来使不希望干涉效应 的影响减少）和对于间距和线性拍长具有合理参数的旋制感测光纤时，几米的长度足以完 全抑制振荡。该条件可以在数学上表达为
其中λ是光源10的中心波长，并且△ λ是来自光源10的光的光谱半高全宽(其中 U和又指示线性拍长的波长平均和旋绕比的波长平均）。对应地，在大部分情况下，可以 选择感测光纤长度1使得不需要具有亚毫米精度的光纤长度的不切实际的确定。在该文献 中给出的数学表达式全部在很好满足
，这一假设下得到。
[0040] 如果传感器信号仍表明随着温度的残余振荡(例如，以多至0. 2%的幅度)，在下面 得到的数学表达式仍代表可接受的估计，只要考虑温度平滑信号即可。因此，我们定义温度 平滑规格化标度因子SF'（T)，其通过对SF(T)应用在1A20°C )处具有截止的低通滤波器 而得到。也就是说，温度平滑规格化标度因子SF'定义为非平均规格化标度因子SF的平均。
[0041] 图4示出对于单色光源以及对于具有40nm宽度（FWHM)的光源作为线性拍长的函 数的标度因子。在单色光情况下，标度因子随拍长强烈振荡。因为光纤的拍长是温度依赖 的，这些振荡将阻碍准确的电流测量。通过使用具有足够长度的光纤和宽带光源，这些振荡 完全受到抑制并且对于ε =O的标度因子几乎与拍长无关。振荡的抑制由引起振荡的不同 模由于旋制感测光纤中的群延迟而变得不相干这一事实产生。
[0042] 即使选择感测光纤的长度和所利用的光源使得前面提到的标度因子的振荡受到 抑制，Θ的选择仍影响ε辛〇的标度因子，其中注入的光态具有有限椭圆率，并且因此具 有角度取向。图5描绘对于不同Θ作为ε的函数的标度因子。实际上，可以表明对于宽 带光源和足够长的旋制感测光纤，标度因子在小的磁光相移（4NVI〈〈1)的依赖可以近似为
(注意这里给出的分析结果仅仅是近似。然而，图中的标度因子计算基于没有近似的计 算。） 该方程中的温度依赖量是ε、V和：
，指示线性拍长的波长平均和旋转 比的波长平均)。然而，可以选择参数ε和Θ使得标度因子变得几乎与温度无关。图6a 描绘根据旋制光纤取向Θ的函数适当选择延迟ε来实现温度补偿(例如，ε (θ=-45° ) ~19°，ε(θ=〇,90° )~10°，并且ε(θ=45° )~4° )。随着对应选择延迟，在0.1% 内对温度不敏感的电流测量可以在宽温度范围内实施(参见图6b)。
[0043] 在下面，更详细论述Θ的特殊选择，其进一步解释标度因子对Θ和ε的依赖。在 Θ =-45°和Θ =45°的情况下，方程（4)变成：
对于
，PM光纤的本征模每个被投射到旋制感测光纤的本征态上。
[0044] 注意：随着PM光纤的两个本征模指示为HLP和VLP，光偏振的演进在该情况 下如下：
因为延迟 器的往返延迟总计?并且对应地与产生旋转的确切半波延迟相差90° (耔露縦孖/J5)，所得的偏振VLP'（HLP'）包括具有未被调换偏振的组成。配置 S Ksf'1 f对应于采用具有ε =0和减少为
'倍的有效费尔德常数的传感器(参 见上文)。在所有情况下(其中1/4波延迟对于PM光纤以±45°取向），ΡΜ光纤中两个线性 偏振光中的每个被投射到旋制感测光纤的本征态的叠加上。随着θ=〇°、90°，叠加包含两 个本征态以至相等的量，并且在总传感器性能中，对旋制感测光纤的所有细节求平均；方程 (4)变成：
该表达式与在缺乏任何残余线性双折射的情况下对于低双折射光纤的表达式一致。因 此，θ=〇°、90°的选择在不确切知道旋制感测光纤参数和它们的温度依赖的情况下实现 温度补偿电流传感器的设计。然而，对于θ=±45°，即在ε (Θ)的极端处，适当选择的ε 是对Θ自它的标称值的略微偏离最不敏感。
[0045] 因此，在有利实施例中，角度Θ等于〇±1〇°、45° ±10°或90° ±10°，特别是 0±5°、45° ±5° 或 90° ±5°。
[0046] 这些参数的选择也明显影响检测信号的电流非线性，这在下面的章节中论述。
[0047] 具有最小电流非线性的传感器配置 如已经在之前的章节中论述的，感测光纤中不同光态的演进一般是非常复杂的并且在 之前的章节中给出的线性电流-相移关系在大部分情况下仅仅是近似。
[0048] 图7a (虚线）描绘对于固有温度补偿传感器配置(参见图6b)和三个不同温度的 标度因子vs.磁光相移。固有温度补偿在磁光相移Λ#泛处是有效的，但在A Φ由于 非线性而接近180°时逐渐变得不太有效。非线性取决于ε并且从而随温度变化，如可以 在图7a中看到的。
[0049] 注意：原则上，还可以选择ε使得例如在Δ φ=90°实现完美温度补偿。这在额 定电流对应于具有该幅度的相移的情况下可是优选的。在该情况下，温度补偿在小的A φ 仅仅是部分的。因此，在更一般条件并且如在上文的"
【发明内容】
"下提到的，设计电流传感 器使得以至少10° (特别至少30° )的宽度在"标称相移范围" [Δ φ_，Δ φ_]内实现 温度补偿。该标称相移范围可以接近零，例如[0°，30° ]，或它可以在远离零的范围内，即
[0050] 同样在低双折射感测光纤的情况下，标度因子本身随着相移变化(对于ε辛0)， 而对于ε=〇,标度因子与磁光相移(假设没有弯曲引致的光纤双折射）无关[17]。在高双 折射旋制感测光纤的情况下通过注入感测光纤的纯本征态来实现等效行为(参见上文)。为 此，公开的传感器配置的参数设置成Θ =±45°并且
，并且检测的相 移的当前非线性很大程度上消失(参见图7a (实线)和图7b)。如果额定电流产生如此大的 相移以致经由1/4波延迟器的温度补偿变得困难，该传感器配置是优选的。在该情况下，温 度补偿可通过独立温度测量和电子信号校正来实现。
[0051] 具有偏振检测的传感器： 在图2的实施例中，非互逆调相用于检测返回光波之间的相移。在该章节中，描述使用 偏振检测的传感器。
[0052] 图8示出该传感器类型的优选配置。若干其他配置在[11]中图示，其的公开通过 引用随之完全包含在该申请中。来自宽带光源10的去偏振光经由单模光纤28和第一偏振 器Pl发送到3x1集成光分束器模块22。分束器模块22具有第一、第二、第三和第四端口 23a、23b、23c、23d。进入第一端口 23a的光分裂并且分布到第二、第三和第四端口 23b、23c、 23d。通过第二端口 23b进入的光通过第一端口 23a退出。第一端口 23a和第二端口 23b 一般设置在偏振器Pl与感测光纤17之间，使得来自偏振器Pl的光进入第二端口 23b，并且 来自感测光纤17的光进入第一端口 23a。
[0053] 图8的实施例的检测器组件包括第一光检测器15a和第二光检测器15b以及第一 和第二线性偏振器Pl和P2。第一线性偏振器Pl设置在光源10与第二端口 23b之间以及 第三端口 23c与第一光检测器15a之间，并且它关于PM光纤11以45°设置。第二偏振器 P2定位在第四端口 23d与第二光检测器15b之间并且以-45°设置，即偏振器Pl和P2的 偏振轴互相垂直。
[0054] 间隔玻璃板24设置为第一偏振器Pl与第二端口 23b之间的间隔物，并且1/4波 延迟器25设置在第一偏振器Pl与第三端口 23c之间以及第二偏振器P2与第四端口 23d 之间。
[0055] 偏振器Pl在光親合到分裂器模块22的第二端口 23b之前使光线性偏振。在分裂 器的相对端处(在第一端口 23a处)，线性偏振光被注入PM光纤11的两个线性本征模内。为 了该目的，光纤的主光纤轴对于偏振器Pl的偏振方向以45°对准。PM光纤延迟器16在光 进入高双折射旋制感测光纤17之前将两个正交线性偏振波转换成圆或近圆偏振光波。光 在反射器18处在旋制感测光纤的远端反射、返回通过感测光纤17并且在它持续第二时间 经过延迟器16时被转换回正交线性偏振光波。与前向传播波相比，返回线性偏振波的偏振 态被调换。返回第三端口 23c的光经过1/4波延迟器25并且再次经过偏振器P1。返回第 四端口 23d的光经过相同的1/4波延迟器25和偏振器P2。1/4波延迟器25的主延迟器轴 与PM光纤11的轴平行地对准。两个单模光纤26、27将光从第三和第四端口 23c、23d引导 到光检测器15a、15b，其产生光强度，其变成由处理部件(未示出）评估，如在下文提及方程 (5)和（6)时描述的那样。
[0056] 注意： -有利地，分裂器模块的波导具有低双折射以便不引入额外相位改变并且不改变光的 偏振态。
[0057] -有利地，PM光纤11的主轴是平行的并且与分束器模块22的芯的法线垂直，即偏 振器Pl和P2与分裂器法线成±45°。
[0058] -在另一个有利取向中，PM光纤11的主轴与分束器模块22的芯的法线成45°， 即偏振器Pl和P2对于分束器模块22的芯的法线分别处于0°和90°，或分别处于90°和 0° 〇
[0059] -有利地，光在回程上经过偏振器Pl和P2之后并且在耦合到单模光纤26、27之前 由光纤退偏器(未不出）退偏。
[0060] -由于实际原因（端口之间小的间隔)，偏振器Pl是第二和第三端口 23b、23c的共 同偏振器。备选地，可使用两个独立偏振器。相似地，1/4波延迟器25对于第三和第四端口 23c、23d是共用的。
[0061] -再次由于实际原因，不活跃1/4波延迟器或如提到的玻璃板24充当第二端口 23b与偏振器Pl之间的间隔物。（"不活跃1/4波延迟器"是其中它的主轴中的一个与偏振 器Pl的偏振方向平行的延迟器。） -集成分束器模块的面与单模光纤之间的距离应是小的，以便使插入损失最小化。因 此，偏振器Pl和P2优选地是薄膜偏振器并且1/4波延