一种光学集成的马赫泽德干涉仪的制作方法

1.本发明涉及马赫泽德干涉仪技术领域，尤其涉及一种光学集成的马赫泽德干涉仪。


背景技术：

2.马赫—泽德干涉仪是用分振幅法产生双光束以实现干涉的仪器。马赫—泽德干涉仪是一种大型的光学仪器，适用于研究气体密度迅速变化的状态，如在风洞中实验飞机模型时产生的空气涡流和爆炸过程中的冲击波。
3.由于气体折射率的变化与其密度的变化成正比，而折射率的变化将使通过气体的光线有不同的光程，因此，如果让一个平面波和一个通过气体的波发生干涉来获得等候干涉，这些条纹能反映出气体折射率和密度的分布状况。
4.现有的马赫—泽德干涉仪整体体积较大，直接采用光波性能进行物质状态变化的干涉测试，以确定物质的分布状况。现在马赫—泽德干涉仪进行光学集成，配合光纤实现马赫—泽德干涉仪的小型化。
5.现有的小型化马赫—泽德干涉仪多用作各种方面，例如光开关，物质折射率检测、温度检测等等。采用马赫—泽德干涉仪原理的光线传感器多为单芯，为开放式光线mzi传感器。
6.现有的开放式光线mzi传感器多为偏芯型，降低外界光波干扰，其形状也是不断改变，缩短干涉臂长度；但是偏芯的形状，干涉臂光路相对于参考臂光路少了一部分传输损耗，其扩散处的光子会存在逸散，不易耦合进入下一段光纤中，对于检测结果存在一定的影响。


技术实现要素：

7.本发明的目的是解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种光学集成的马赫泽德干涉仪。
8.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
9.一种光学集成的马赫泽德干涉仪，包括：
10.激光发生器，所述激光发生器的输出端设置有光纤部一，所述光纤部一固定连接有测试组件，所述测试组件的一端固定连接有光纤部二，所述光纤部二固定连接有光谱检测仪；
11.所述测试组件包括防护套所述防护套的内部固定安装有干涉部和参考部，所述干涉部的内部设置有干扰室，所述干扰室内部流通有干扰介质；所述参考部的内部设置有真空室，所述真空室内部设置为真空状态；
12.所述干扰室与真空室的内腔长度相同。
13.作为本发明一种优选的：所述光纤部一包括准直器一，所述准直器一的一侧固定连接有耦合器一，所述耦合器一的一侧固定连接有光纤一。
14.作为本发明一种优选的：所述光纤一的一侧固定连接有耦合器二，所述耦合器二的一侧固定连接有光纤二和光纤三，所述光纤二与干涉部的一端固定连接，所述光纤三与参考部的一端固定连接。
15.作为本发明一种优选的：所述光纤部二包括光纤四和光纤五，所述光纤四与干涉部的另一端固定连接，所述光纤五与参考部的另一端固定连接。
16.作为本发明一种优选的：所述光纤四和光纤五的一端固定连接有耦合器三，所述耦合器三的一端固定连接有扩束器一，所述扩束器一与光谱检测仪连接。
17.作为本发明一种优选的：所述干涉部包括连接套筒，所述连接套筒的内壁固定连接有密封套筒，所述密封套筒内腔的一端固定连接有密封连接体一，所述密封套筒内腔的另一端固定连接有密封连接体二。
18.作为本发明一种优选的：所述密封连接体一的内部固定连接有扩束器二，所述扩束器二与光纤二固定连接；
19.所述密封连接体二的内部固定连接有耦合器四，所述耦合器四的一端固定连接有准直器二，且所述耦合器四的另一端与光纤四固定连接。
20.作为本发明一种优选的：所述干扰室设置于密封连接体一和密封连接体二之间，所述干扰室的顶端设置有两个对称的导流管，所述导流管与连接套筒固定连接。
21.作为本发明一种优选的：所述导流管替换为导流体，所述导流体的内腔与干扰室相互贯通，且所述导流体贯穿连接套筒。
22.作为本发明一种优选的：所述干涉部与参考部的基本结构相同，所述干扰室和导流管替换为真空室。
23.本发明的有益效果为：
24.1.该光学集成的马赫泽德干涉仪，通过两股光纤分别配合干涉部和参考部，形成干涉臂和参考臂，干涉部经过扩束器、准直器和耦合器的配合，便于干扰介质对光进行干涉，扩大的光路配合干涉室，有效降低外界光波对干涉光路的影响。
25.2.该光学集成的马赫泽德干涉仪，通过长度相同的干扰室和真空室保证两股光路的行程保持一致，两股光在光路中的传输损耗相同，配合干涉部和参考部的结构，逸散的光子极少，便于光耦合进入光纤内部。
附图说明
26.图1为本发明整体装配的结构示意图；
27.图2为本发明测试组件的结构示意图；
28.图3为本发明干涉部与参考部的结构示意图；
29.图4为本发明干涉部与参考部的剖视结构示意图一；
30.图5为本发明干涉部与参考部的剖视结构示意图二；
31.图6为本发明整体工作的远离示意图。
32.图中：1、激光发生器；2、准直器一；3、耦合器一；4、光纤一；5、耦合器二；6、光纤二；7、光纤三；8、测试组件；81、防护套；82、干涉部；821、连接套筒；822、密封套筒；823、密封连接体一；824、扩束器二；825、密封连接体二；826、耦合器四；827、准直器二；828、干扰室；829、导流管；83、参考部；831、真空室；84、导流体；9、光纤四；10、光纤五；11、耦合器三；12、
扩束器一；13、光谱检测仪。
具体实施方式
33.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案做进一步详细地说明。
34.下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
35.一种光学集成的马赫泽德干涉仪，如图1至图6所示，包括：
36.激光发生器1，激光发生器1选用半导体激光器，激光发生器1的输出端设置有光纤部一，光纤部一固定连接有测试组件8，测试组件8的一端固定连接有光纤部二，光纤部二固定连接有光谱检测仪13；
37.测试组件8包括防护套81，防护套81的内壁涂有反光漆，防护套81的内部固定安装有干涉部82和参考部83；参考现有马赫—泽德干涉仪的基本远离，干涉部82位于干涉臂，参考部83位于参考臂。
38.实施例一；
39.光纤部一包括准直器一2，准直器一2与激光发生器1的输出端固定连接，校准激光的路径；准直器一2的一侧固定连接有耦合器一3，耦合器一3的一侧固定连接有光纤一4，耦合器一3将准直后的激光光线导入光纤一4内部。
40.光纤一4的一侧固定连接有耦合器二5，耦合器二5选用3db耦合器(介质镜耦合器)，将光纤一4导入的激光分为两路，耦合器二5的一侧固定连接有光纤二6和光纤三7，耦合器二5分成两路的光分别耦合进入光纤二6和光纤三7内部。
41.光纤二6与干涉部82的一端固定连接，光纤三7与参考部83的一端固定连接；
42.光纤部二包括光纤四9和光纤五10，光纤四9与干涉部82的另一端固定连接，光纤五10与参考部83的另一端固定连接；
43.光纤二6、干涉部82和光纤四9构成干涉臂；光纤三7、参考部83和光纤五10构成参考臂。
44.光纤四9和光纤五10的一端固定连接有耦合器三11，耦合器三11选用3db耦合器(介质镜耦合器)，耦合器三11的一端固定连接有扩束器一12，耦合器三11将光纤四9和光纤五10到处都是光耦合进入扩束器一12内部，扩大光路；扩束器一12与光谱检测仪13连接，光谱检测仪13对扩束器一12导出的光进行光谱分析。
45.实施例二；
46.在实施例一的基础上：
47.干涉部82的内部设置有干扰室828，干扰室828内部流通有干扰介质，干扰介质对穿过干扰室828光线进行干扰，改变光线的行程长度，继而确定干扰介质的弥散状态；
48.参考部83的内部设置有真空室831，真空室831内部不保留介质，设置为真空状态，不改变通过真空室831的光线行程。
49.干涉部82与参考部83的基本结构相同，在干涉部82的基础上，将干扰室828和导流管829替换为真空室831，其他结构保留，即为参考部83；
50.干扰室828与真空室831的内腔长度相同，在干扰室828内部不通入介质的情况下，
干扰室828内部光线的行程与真空室831内部光线的行程相同。
51.干涉部82包括连接套筒821，连接套筒821的内壁粘接有密封套筒822，密封套筒822内腔的一端固定连接有密封连接体一823，密封套筒822内腔的另一端固定连接有密封连接体二825；
52.密封连接体一823和密封连接体二825均采用橡胶材质，避免出现缝隙，影响干扰室828内部介质的状态。
53.密封连接体一823的内部固定连接有扩束器二824，扩束器二824与光纤二6固定连接，光纤二6导入的光通过扩束器二824扩大光路，导入干扰室828内部；
54.密封连接体二825的内部固定连接有耦合器四826，耦合器四826的一端固定连接有准直器二827，准直器二827将通过干扰室828的光线校准，导入耦合器四826内部，且耦合器四826的另一端与光纤四9固定连接，耦合器四826将光导入光纤四9内部。
55.干扰室828设置于密封连接体一823和密封连接体二825之间，干扰室828的顶端设置有两个对称的导流管829，其中一个导流管829设置为进流管，另一个设置为出流管，便于干扰介质的导入与导出，使本装置可以重复使用，导流管829与连接套筒821固定连接。
56.导流管829替换为导流体84，导流体84的内腔与干扰室828相互贯通，且导流体84贯穿连接套筒821；导流管829的内径较小，适用于小流量的干扰介质；两个导流体84的内腔设置为一条直线，便于大流量的干扰介质流通。
57.工作原理：
58.请参照图6，结合图1至图5；
59.本装置在工作时，启动激光发生器1，激光发生器1产生的光经过耦合器二5分成两路，分别进入干涉部82和参考部83内部；
60.参考部83内部设置为真空室831对通过的光线行程无影响，直接进入光纤五10内部；
61.通过导流管829或者导流体84导入干扰介质，光线经过干扰介质干扰，其行程与真空室831内部的光线相比，行程延长，然后进入光纤四9内部；
62.两股光进入光谱检测仪13内部，进行光谱分析。
63.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。