專利名稱：一種光纖干涉光路中兩臂精確配長方法
技術領域：
本發明涉及一種光程的匹配方法，特別是涉及一種光纖干涉光路中兩臂精確配長方法。
隨著光纖技術的不斷發展，越來越多的傳感器，如水聽器，加速度計，壓力、溫度傳感等都使用了光纖干涉系統，需要通過改變光纖中的相位檢測兩束光的干涉情況，來判斷所測量，都要求敏感部分的兩個干涉光路要精確匹配。而目前還沒有能夠將兩光路光程進行精確匹配的方法，只能用窄線寬的激光器來做系統光源，噪聲大、系統不穩定，極大制約了這種光纖干涉系統的應用。
為了解決技術背景中存在的問題，本發明的目的在于提供一種光纖干涉光路中兩臂精確配長方法，該種方法可以使兩臂光路達到微米級的精確匹配，加大了干涉光路中可使用光源的譜寬，降低了光源的相位噪聲與光路中的噪聲，使干涉型光學傳感系統的信噪比與靈敏度得到提高。
本發明采用的技術方案的步驟如下
I)將譜寬為Ci1的濾波器的一端與寬譜光源連接，譜寬為\的濾波器的另一端與稱合器的第一輸入端連接，將Michelson式干涉光路輸入端與稱合器的輸出端連接, Michelson式干涉光路輸出端為第一臂光路與第二臂光路，將第一臂光路與第二臂光路的光纖尾端并排緊靠，放置于CCD的鏡頭正前端，聚焦并觀察CCD屏幕中干涉圖像，則會出現兩種情況第一種無干涉條紋，則換用譜寬為第一次譜寬一半的濾波器，如仍無條紋， 第三次更換譜寬為第二次譜寬一半的濾波器，反復上述步驟直至第η次干涉條紋第一次出現，此時所用的濾波器譜寬為Λ A0=Q1^1, η=2，3……；第二種情況為有干涉條紋，則換用兩倍譜寬的濾波器，反復上述步驟直至第η次時干涉條紋第一次消失，再換用譜寬為 Δ λ 0=21"2 a 17 n=2, 3......的濾波器；
2)計算第一臂光路與第二臂光路的光纖最大長度差
根據所用濾波器的譜寬Λ λ ^，計算光纖最大長度差Λ/ =+_，其中λ為寬譜光ΑΛ0η
權利要求
1.一種光纖干涉光路中兩臂精確配長方法，其特征在于該方法的步驟如下 1)將譜寬為a:的濾波器(4)的一端與寬譜光源(I)連接，譜寬為a :的濾波器(4)的另一端與稱合器(3)的第一輸入端(B)連接,將Michelson式干涉光路輸入端與稱合器(3)的輸出端(A)連接,Michelson式干涉光路輸出端為第一臂光路與第二臂光路,將第一臂光路與第二臂光路的光纖尾端并排緊靠，放置于CXD (5)的鏡頭正前端，聚焦并觀察CXD (5)屏幕中干涉圖像，則會出現兩種情況第一種無干涉條紋，則換用譜寬為第一次譜寬一半的濾波器(4)，如仍無條紋，第三次更換譜寬為第二次譜寬一半的濾波器(4)，反復上述步驟直至第n次干涉條紋第一次出現，此時所用的濾波器(4)譜寬為A A0=a1/2n-1,n=2,3……；第二種情況為有干涉條紋，則換用兩倍譜寬的濾波器(4)，反復上述步驟直至第n次時干涉條紋第一次消失，再換用譜寬為A A0=2n-2aljn=2,3……的濾波器(4)； 2)計算第一臂光路與第二臂光路的光纖最大長度差 根據所用濾波器(4)的譜寬A X ^，計算光纖最大長度差A!=#，其中\為寬譜光源中心波長，n為光纖折射率，當AL小于Imm,直接進行步驟5),當AL大于等于Imm,進行后續步驟； 3)使第一臂光路與第二臂光路的光纖長度差AI小于Imm :通過公式
2.根據權利要求I所述的一種光纖干涉光路中兩臂精確配長方法，其特征在于如所需為M-Z式干涉光路時，則在M-Z式干涉光路的合束端前將M-Z式干涉光路斷開，形成兩條Michelson式干涉光路，分別將形成的兩條Michelson式干涉光路按上述方法匹配光纖長度后在M-Z式干涉光路的斷開處對接。
3.根據權利要求I所述的一種光纖干涉光路中兩臂精確配長方法，其特征在于當光纖長度差Al小于Imm時的光纖長度精確控制并檢測的方法為將光程較長一臂的光纖尾端嵌入研磨頭，研磨頭上劃有合適光纖安放的槽，使光纖尾端端面與槽底端齊平，用膠固定，用研磨機精細研磨較長一臂光路的光纖端面研磨頭(6)使光程減少，取出研磨頭，清洗干凈后記錄探測器(2)的功率，計算對比度，當對比度接近I時，第一臂光路與第二臂光路的光程精確匹配。
4.根據權利要求I所述的一種光纖干涉光路中兩臂精確配長方法，其特征在于所述步驟I)中，在確定譜寬△ \ ^的數值時或者利用可調譜寬的濾波器調整到剛剛明顯可見干涉條紋，記錄或測得此時濾波器譜寬，記為A入。。
全文摘要
本發明公開了一種光纖干涉光路中兩臂精確配長方法。該方法適用于Michelson和M-Z式干涉光路。將Michelson或M-Z式干涉光路與帶有不同譜寬濾波器的光源相連，先通過CCD觀察干涉條紋來初步判斷并用切割的方法減小兩光程差，而后由光電探測器檢測兩臂光路的干涉對比度，通過對比度的比較，精確判斷兩臂光路光程的相對長度，用研磨光路光纖尾端的方法使兩臂光路的光程匹配。本發明可以使兩臂光路達到微米級精確匹配，擴展了干涉光路中可使用光源的譜寬，降低了光源的相位噪聲與光路中噪聲對整個干涉系統的影響，可使干涉型光學傳感系統的信噪比與靈敏度得到大幅提高。
文檔編號G02B6/25GK102980599SQ201210461949
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月15日 優先權日2012年11月15日
發明者王冬云, 王明超, 舒曉武, 劉承 申請人:浙江大學