一種雙向共光路分布式光纖干涉儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種光纖干涉儀，尤其是涉及一種雙向共光路分布式光纖干涉儀。
【背景技術】
[0002]光纖干涉儀是光纖傳感和檢測技術中的一種基本光學結構，是實現高靈敏度和高精度測量的關鍵技術。傳統的光纖干涉儀主要有Michelson干涉儀、Fabry 一 Perot干涉儀、環形腔干涉儀和Mach-Zehnder干涉儀，由于這些光纖干涉儀為一端輸入、一端輸出的單向結構，輸出端得到的光干涉信號是沿光纖分布的所有擾動量的積分，無法分離特定距離上的擾動信息，因此這些光纖干涉儀無法實現分布式的檢測。
[0003]在光纖傳感和檢測技術日益普及的情況下，有人針對傳統的光纖干涉儀存在的技術問題提出了新的光纖干涉儀，如中國公告的專利號為200820085440.1的實用新型專利，其公開了一種雙向共光路分布式光纖干涉儀，主要包括光纖分光器、光纖隔離器和傳感光纖，兩個相同的光纖分光器與傳感光纖共同構成等臂長的Mach - Zehnder干涉儀；來自外部系統的激光光源的光經過光纖隔離器后，采用光纖分光器分成等光強的兩路，分別經過不同光纖輸入到Mach — Zehnder干涉儀的兩端，為了使兩路干涉信號的附加相位差一致，正反兩個方向的光進入構成Mach - Zehnder干涉儀的光纖分光器后，必須通過直通臂直接相連。這種雙向共光路分布式光纖干涉儀可以用于光纜、光電復合電纜的外部安全預警和定位，對通信光纜的實時安全報警及準確定位提供光學基本結構，無需在現有的光纖網絡上做任何施工，不僅適用于陸地環境，也適用于水下環境，使之使用簡單、適用環境廣闊。但是，這種雙向共光路分布式光纖干涉儀需占用通信光纜中的四根光纖，而在實際工程中通信光纜的光纖使用越來越緊張，這增加了光纖分配的實際困難；另一方面，使用這種雙向共光路分布式光纖干涉儀，接收端接收到的光信號較弱，而接收到的光信號較弱會減小探測距離的長度。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是提供一種雙向共光路分布式光纖干涉儀，其減少了通信光纜中光纖的占用芯數，且能夠有效地增大接收端接收到的光信號的信號強度。
[0005]本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種雙向共光路分布式光纖干涉儀，包括光纖隔離器、第一光纖分光器及由相同的第二光纖分光器和第三光纖分光器、傳感光纖共同構成的等臂長的Mach-Zehnder干涉儀，其特征在于還包括第一光纖環形器和第二光纖環形器；來自外部系統的激光光源的光經過所述的光纖隔離器后進入所述的第一光纖分光器，所述的第一光纖分光器將光分成等光強的兩路光，其中一路光通過所述的第一光纖環形器后進入所述的第二光纖分光器，另一路光通過所述的第二光纖環形器后進入所述的第三光纖分光器，進入所述的Mach-Zehnder干涉儀的正反兩個方向的光通過直通臂直接相連，所述的第二光纖分光器輸出的一路干涉信號通過所述的第一光纖環形器后進入第一接收端，所述的第三光纖分光器輸出的另一路干涉信號通過所述的第二光纖環形器后進入第二接收端，所述的第一接收端接收到的干涉信號與所述的第二接收端接收到的干涉信號的波形一致。
[0006]所述的第一光纖分光器、所述的第二光纖分光器和所述的第三光纖分光器均采用反射鍍膜式光纖分光器。
[0007]所述的第一光纖環形器和所述的第二光纖環形器均采用三端口光纖環形器。
[0008]所述的第一光纖環形器的第一個端口與所述的第一光纖分光器的第二個端口連接，所述的第一光纖環形器的第二個端口與所述的第二光纖分光器的第一個端口連接，所述的第一光纖環形器的第三個端口與所述的第一接收端連接；所述的第二光纖環形器的第一個端口與所述的第一光纖分光器的第三個端口連接，所述的第二光纖環形器的第二個端口與所述的第三光纖分光器的第一個端口連接，所述的第二光纖環形器的第三個端口與所述的第二接收端連接；所述的第一光纖分光器的第一個端口與所述的光纖隔離器的輸出端連接；所述的第二光纖分光器的第二個端口通過傳感光纖與所述的第三光纖分光器的第二個端口連接，所述的第二光纖分光器的第三個端口通過傳感光纖與所述的第三光纖分光器的第三個端口連接。
[0009]與現有技術相比，本發明的優點在于:
I)從Mach-Zehnder干涉儀的兩端輸出在外界擾動的情況下波形一致而時延不一致的兩路干涉信號，通過測量兩路干涉信號的時延，可以分辨出光纖沿線上某處擾動的位置，及給出光纖沿線上某個位置的擾動的距離信息，從而能夠實現分布式檢測。
[0010]2)僅占用了通信光纜中的三根光纖(即:連接于第二光纖分光器的第二端與第三光纖分光器的第二端之間的光纖、連接于第二光纖分光器的第三端與第三光纖分光器的第三端之間的光纖、連接于第二光纖分光器的第一端與第一光纖環形器的第二端之間的光纖)，占用光纖芯數少。
[0011]3)采用共光路的雙向干涉儀結構，簡單緊湊、成本低、易于實現。
[0012]4)由于該雙向共光路分布式光纖干涉儀僅采用了三個光纖分光器，并利用了兩個光纖環形器，每個光纖分光器有3dB的損耗，而每個光纖環形器從一端到另一端只有0.5dB的損耗，因此相對現有的中國公告的專利號為200820085440.1的實用新型專利(采用了四個光纖分光器)而言，通過該雙向共光路分布式光纖干涉儀后，整體光路減少了 2dB的損耗，使得接收端接收到的光信號的信號強度增大。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明的雙向共光路分布式光纖干涉儀的工作原理結構示意圖；
圖2為本發明的雙向共光路分布式光纖干涉儀的應用結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。
[0015]本發明提出的一種雙向共光路分布式光纖干涉儀，如圖1所示，其包括光纖隔離器2、第一光纖分光器3、第一光纖環形器4、第二光纖環形器5及由偏振無關的相同的第二光纖分光器7和第三光纖分光器6、通信光纜中的兩根傳感光纖91、92共同構成的等臂長的Mach-Zehnder干涉儀，為了使從Mach-Zehnder干涉儀的兩端輸出的兩路干涉信號的附加相位差一致，要求正反兩個方向的光分別進入Mach-Zehnder干涉儀中的第二光纖分光器7和第三光纖分光器6后必須通過直通臂直接相連；光纖隔離器2的輸入端接收來自外部系統的激光光源的光，光纖隔離器2的輸出端與第一光纖分光器3的第一個端口 311連接，第一光纖環形器4的第一個端口 411與第一光纖分光器3的第二個端口 312連接，第一光纖環形器4的第二個端口 412與第二光纖分光器7的第一個端口 711連接，第一光纖環形器4的第三個端口 4