基於無回波反饋延遲結構的白光幹涉方法及其實現系統的製作方法
2023-05-24 01:05:26 1
專利名稱：基於無回波反饋延遲結構的白光幹涉方法及其實現系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於光纖傳感技術領域，具體涉及一種基於無回波反饋延遲結構的白光幹涉方法及其實現系統。
背景技術：
利用光纖無源器件構造的幹涉系統，廣泛的應用於傳感、信號處理和光纖通信領域，是構造各種高精度測量系統的基石。典型的幹涉系統要求至少存在兩束相干光束，相干光束在光電探測器輸出形成幹涉條紋，輸出信號中包含有直流分量和交流分量。然而，在全光纖幹涉系統中，往往存在相干光束之外的非相干光，在探測器中一併貢獻為直流分量， 大大降低幹涉條紋的對比度。在發明專利申請號200410093482. 6，實現了一種反饋延遲方法，並基於該方法構造全光纖幹涉系統，此方法實現雙倍延遲，並很好的抵消了偏振態變化對幹涉系統的影響。此外，構造的幹涉系統還能夠有效的消除延遲線的分布式相位調製噪聲(交叉感染)問題，從本質上對延遲線進行了抗幹擾屏蔽，幹涉系統無需外界屏蔽，但卻存在大量的來自反饋元件的非相干光束。具體分析如下 光纖通過長度為-的光纖，產生的時延為 為
權利要求
1.一種基於無回波反饋延遲結構的白光幹涉方法，其特徵在於使用光纖偏振分束器構造無回波反饋延遲線結構，在共路幹涉中，形成正、反兩束相干光束，來自於反饋元件的非相干回波由於偏振態垂直而無法經過光纖偏振分束器達到探測器而得到抑制，從而提高幹涉條紋的對比度。
2.根據權利要求1所述的基於無回波反饋延遲結構的白光幹涉方法，其特徵在於所述的無回波反饋延遲線結構，包括光纖法拉第旋轉反射鏡(7)，延遲光纖(14)，偏振分束器 (6)，A，B，C分別為偏振分束器(6)的埠 ；設偏振分束器(6)的入射端為C，而輸出的兩偏振光為χ偏振方向，y偏振方向，將延遲光纖(14) 一端接入C端，另外一端90°連接法拉第旋轉反射鏡(7);或者所述的無回波反饋延遲線結構，包括光纖法拉第旋轉反射鏡(15(旋轉45° )，平面反射鏡(16)，延遲光纖(14)，偏振分束器(6)，A，B，C分別為偏振分束器(6)的埠 ；光纖法拉第旋轉反射鏡(15)設置在延遲光纖(14)和平面反射鏡(16)之間；或者所述的無回波反饋延遲線結構，包括光纖法拉第旋轉反射鏡15 (旋轉45° )，平面反射鏡(16)，延遲光纖(14)，偏振分束器(6)，A，B，C分別為偏振分束器(6)的埠 ；法拉第旋轉反射鏡(15)設置在延遲光纖(14)和偏振分束器(6)的入射端C之間。
3.一種基於權利要求1或2所述白光幹涉方法的實現系統，其特徵在於包括光源(1， 第一光電探測器(2)，第二光電探測器(3)，第一光纖耦合器(4)，第二光纖耦合器(5)，準直器(8)，待測自由面(9)，無回波反饋延遲線結構(20)，Al，Bl分別為其輸入埠 ；第一光纖耦合器(4)有兩個埠 10、11，第二光纖耦合器(5)有兩個埠 12、13;該實現系統的光路是光源(1)發出的光經過第一光纖耦合器(4)分光後，埠 10的光從埠 12經過第二光纖耦合器(5)分光到達準直器(8)，入射到被測靶面(9)，經過被測靶面(9)反射後，被準直器(8)接收，光波重新經過第二光纖耦合器(5)分光後，由埠 13 的光到達偏振分束器(6)，分光經過偏振分束器(6)經過延時(14)，反饋裝置反射，重新耦合到偏振分束器(6)中，分光後到達埠 11，形成順時針方向的光，光的路線依次經過光源(1)、第一光纖耦合器(4)、埠 10、埠 12、第二光纖耦合器(5)、準直器(8)、被測靶面 (9)、準直器(8)、第二光纖耦合器(5)、埠 13、偏振分束器(6)、延遲光纖(14)、反饋裝置、 延遲光纖(14)、偏振分束器(6)、埠 11、第一光纖耦合器(4)；另一路埠 11的光經過偏振分束器(6)分光，經過延時光纖(14)，被反饋裝置反射，重新耦合偏振分束器(6)分光，到達第二光纖耦合器(5)的埠 13，分光後經過準直器(8)， 入射到被測靶面(9)，反射，被準直器(8)接收，光波重新經過第二光纖耦合器(5)分光後， 埠 12的光到達第一光纖耦合器(4)的埠 10，形成逆時針方向的光，光的路線為光源(1)、第一光纖耦合器(4)、埠 11、偏振分束器(6)、延時光纖(14)、反饋裝置、延時光纖 (14)、偏振分束器(6)、埠 13第二光纖耦合器(5)、準直器(8)、被測靶面(9)、準直器(8)、 第二光纖耦合器(5)、埠 12、埠 10、第一光纖耦合器(4);兩束光在第一光纖耦合器(4) 形成幹涉，輸出幹涉信號。
4.根據權利要求3所述的系統，其特徵在於所述的反饋裝置為法拉第旋轉反射鏡(7)， 或者光纖法拉第45°旋轉鏡(15)加平面反射鏡(16)的結構。
全文摘要
本發明屬於光纖傳感技術領域，具體涉及一種基於無回波反饋延遲結構的白光幹涉方法及其實現系統。現有反饋延遲線幹涉系統存在非相干光束引起的幹涉條紋對比度低的問題。本發明的幹涉方法及系統採用光纖偏振分束器替代耦合器的延遲線結構，使得光纖反饋延遲線的在避免信號的交叉感染同時減少了非相干光束，顯著提高了系統的幹涉對比度和信噪比。基於無回光反饋方法的白光幹涉及實現系統可廣泛的應用於光纖傳感、光纖通信和信號處理領域。本發明不僅可以用於惡劣複雜環境中，速度、壓力、聲波、地震波等信號的傳感，而且可以實現全光通信網中光開關、濾波器等功能，同時可以作為延遲器件廣泛用於信號處理領域。
文檔編號G02B6/27GK102565949SQ20121000726
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月11日 優先權日2012年1月11日
發明者林鵬, 洪廣偉, 肖倩, 賈波 申請人:復旦大學