一种针对光纤干涉信号的光路正交信号产生装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于光纤传感技术领域，特别是涉及一种针对光纤干涉信号的光路正 交信号产生装置。
【背景技术】
[0002] 在干涉型光纤传感器中，信号解调方法是制约其发展的一个关键技术，而产生满 足一定条件的信号又对信号的解调起着至关重要的作用。激光干涉正交信号的解调技术在 国内外已经开展了一系列的研宄工作，并取得了重要的成果。所谓正交信号是指在相同时 刻相位差为T I的两路信号，例如信号P1= asin<i) (t)和信号P2= acos<i) (t)，这两路信号 就是正交信号，在激光干涉测量系统中通常都是利用电路或光路来产生正交信号，进而对 待测信号进行解调。
[0003] 现有技术主要是通过相位载波零差法或是双光路正交探测法在激光干涉测量系 统中产生正交信号。其中，相位载波零差法是利用电路来产生一对正交信号，在电路中需要 对压电陶瓷加上高频载波调制，利用压电陶瓷的振动来改变光的传播距离，从而改变光程 差，实现相位调制，但温度、湿度等外界因素变化对压电陶瓷的影响特别大，由于外界因素 的影响会造成压电陶瓷的谐振频率时刻变化，这就造成了信号电路的制作难度，从而不利 用正交信号的获得；双光路正交探测法是利用光路来产生一对正交信号，虽然是通过光路 直接得到的两路正交信号，但该方法是在自由空间中实现的，无法应用于光纤传导过程中， 因此，如何在干涉型光纤传感器系统中针对光纤干涉信号的光路来获得正交信号是目前亟 待解决的一大难题。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型解决的技术问题是提供一种针对光纤干涉信号的光路正交信号产生 装置，目的是在光纤传输光的过程中，通过偏振分束器将光纤中传输的两路光变为正交信 号，并分别产生干涉后，输出两路易于解调的正交信号。
[0005] 本实用新型的技术方案为：
[0006] 为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种针对光纤干涉信号的光路正交信 号产生装置，所述装置包括：
[0007] 激光器，用于发出激光；
[0008] 第一偏振分束器，用于将激光器发出的激光分为两路相互正交的偏振光，一路为O 光，一路为E光，分别进入第一親合器和第二親合器，由于光在親合器中的传输距离较短， 其偏振态不会发生变化，所以在第一耦合器和第二耦合器的输出端输出的依然是O光和E 光；
[0009] 第二偏振分束器、第三偏振分束器，分别将待测光纤中故障处的反射信号分为两 路相互正交的偏振光，一路为O光，一路为E光，O光进入第一親合器，E光进入第二親合器；
[0010] 第一親合器、第二親合器，用于将第一偏振分束器、第二偏振分束器、第三偏振分 束器中的两路光路分别连通，第一親合器将第一偏振分束器、第二偏振分束器、第三偏振分 束器中的〇光路连通，第二親合器将第一偏振分束器、第二偏振分束器、第三偏振分束器中 的E光路连通；
[0011] 光纤延迟圈，连接于第二偏振分束器与第三耦合器之间，用于使光纤系统中的传 输的光程一致以产生干涉；
[0012] 第三耦合器，用于将两路输入光路耦合进待测光纤，并将故障处的反射信号分成 两路，分别进入第二偏振分束器和第三偏振分束器，自待测光纤末端反射回来的光再次经 过第二偏振分束器后，O光进入第一耦合器，E光进入第二耦合器，同理，自待测光纤末端反 射回来的光再次经过第三偏振分束器后，O光进入第一親合器，E光进入第二親合器；
[0013] 第一光电探测模块、第二光电探测模块，分别与第一親合器、第二親合器连接，用 于将获得的两路正交光信号转化成电信号，并送入数据处理系统，第一光电探测模块与第 一耦合器连接，得到O光，第二光电探测器与第二耦合器连接，得到E光。
[0014] 所述第一耦合器、第二耦合器均采用2*2耦合器，第三耦合器采用2*1耦合器。
[0015] 所述第一偏振分束器、第二偏振分束器、第三偏振分束器分出的两路相互正交的 偏振光分别为O光和E光。
[0016] 所述的激光器与第一偏振分束器的三端口连接，第一偏振分束器的一端口、二端 口分别与第一親合器、第二親合器连接。
[0017] 所述第一親合器的两路光路端口分别与第二偏振分束器、第三偏振分束器的一端 口连接，第二耦合器的两路光路端口分别与第二偏振分束器、第三偏振分束器的二端口连 接。
[0018] 第二偏振分束器的三端口经光纤延迟圈与第三耦合器连接，第三偏振分束器的三 端口直接与第三耦合器连接。
[0019] 本实用新型的技术效果为：
[0020] 本实用新型提供了一种针对光纤干涉信号的光路正交信号产生装置，通过偏振分 束器将光纤中传输的两路光变为正交信号，并分别产生干涉后，输出两路易于解调的正交 信号，该装置是通过光路直接得到两路正交信号，不含需要机械调节的偏振控制器，结构简 单、操作方便，而且该装置中不含有源器件可有效降低热噪声，防止了被解调出来的信号失 真，成本较低、易于实现；该装置可大大提高光纤分布式干涉系统的普适性，可广泛应用于 电力传输线、天然气管道和石油管道安全监测领域，也可应用于水坝、隧道及矿井等安全监 测，从而大大提高了分布式传感系统的应用效率。
【附图说明】
[0021] 图1为本实用新型针对光纤干涉信号的光路正交信号产生装置示意图。
[0022] 其中，1、激光器，2、第一偏振分束器，3、第一親合器，4、第二親合器，5、第二偏振分 束器，6、第三偏振分束器，7、光纤延迟圈，8、第三耦合器，9、待测光纤，10、第一光电探测模 块，11、第二光电探测模块。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合【附图说明】本实用新型的【具体实施方式】：
[0024] 如图1所示，本实用新型提供了一种针对光纤干涉信号的光路正交信号产生装 置，所述装置包括：
[0025] 激光器1，用于发出激光；
[0026] 第一偏振分束器2,用于将激光器1发出的激光分为两路相