一種具有光程可調功能的楊氏光纖白光干涉解調儀的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于光纖技術領域，具體設及的是一種可用于多路復用光纖白光干設 傳感器陣列的解調系統中的具有光程可調功能的楊氏光纖白光干設解調儀。
【背景技術】
[0002] 光纖白光干設技術與方法是光纖技術領域中獨具特色的一種測量方法和傳感技 術。該項專口技術在寬譜光干設特性研究，絕對形變光纖傳感測量，光波導器件的結構及其 對光波反射特性參量的檢測，光纖巧螺環中光偏振態橫向禪合測量與評估，尤其是在醫學 臨床診斷的組織結構形態的光學層析技術等方面，都具有廣泛的應用。與普通光纖干設儀 相比，光纖白光干設儀除了具有高靈敏度、本質安全、抗電磁干擾等優點外，最大特點是可 對壓力、應變、溫度等物理量進行絕對測量。因此應用白光干設的光纖干設儀被廣泛應用于 物理、機械、環境、化學、生物醫學等多領域的測量中。
[0003] 在光纖白光干設傳感解調系統通常包括兩部分；一部分是解調儀的光路結構；另 一部分是空間光程動態調整裝置。其中空間光程動態調整單元的目的是實現解調儀與干設 測量儀的光程匹配，從而實現通過干設儀的方法完成測量的任務。
[0004] 1983年，R.E.Jones等人就用光纖來構造楊氏干設儀，并將其用于磁 場的測量R.E.Jones,J.P.Willson,G.D.Pitt,R.H.Pratt,K.W.H.Foulds,and D.N.Batchelder,DetectiontechniquesformeasurementofDCmagneticfieldsusing opticalfibersensors,TheFirstInternationalConferenceonOpticalFiber Sensors,London, 1983dS.化en等在1991年提出了采用CCD作為空間探測陣列，借助于楊氏 干設儀的結構來實現光纖白光干設解調的方案S.化enandA.J.RogersandB.T.Meggitt, Electronicallyscannedoptical-fiberYoung'swhite-lightinterferometer,Opt. Lett.，16(10),761-763, 1991。1994 年，A.化andenburg與R.Henninger給出了一種集成 波導楊氏白光干設解調儀A.E5randenburgandR.Henninger,Integratedoptical化ung interferometer,Appl.Opt. , 33(25), 5941-5947, 1994。
[0005] 上述在先技術都存在測量動態范圍小、僅能測量一個傳感器的缺點。為了克服該 些缺點和不足，解決光纖干設儀系統中的光程調整與匹配問題，本實用新型基于楊氏白光 干設的原理，給出了一種光程可調、可W擴展測量動態范圍、實現多個傳感器共用的光纖白 光干設傳感解調裝置。此外，該楊氏光纖白光干設解調儀在兩個光纖端點光源和CCD探測 陣列之間，插入一個柱面透鏡，該樣可W將干設光場的壓縮成一條線聚焦于CCD探測面上， 提高了信號效率，降低了光源的功率，從而降低了系統的成本。 【實用新型內容】
[0006] 本實用新型的目的在于提供一種具有光路單向傳輸特性，信號光無法回饋到光源 中，能增加系統的穩定性的結構簡單、調整方便、可W擴展測量動態范圍、實現多個傳感器 共用的具有光程可調功能的楊氏光纖白光干設解調儀。
[0007] 本實用新型的目的是該樣實現的：
[000引一種具有光程可調功能的楊氏光纖白光干設解調儀，由光纖禪合器，光程調節裝 置，第一光纖出射端，第二光纖出射端，柱面透鏡，線性CCD探測陣列W及光纖連接組成，其 特征在于：經由外界測量干設儀產生的攜帶待測信息的光束通過光纖禪合器被分為兩束， 分別在第一光纖尾端和第二光纖尾端輸出，輸出的兩光場相干疊加后被匯聚在線性CCD探 測陣列上形成一列明暗相間的條紋，通過對接收到干設圖樣進行信號處理可W解調出外界 測量干設儀所攜帶的待測信息。
[0009] 通過楊氏光纖干設儀兩臂中的一個光纖臂串接一個空間光程調整裝置來實現光 程調節，空間光程調整裝置由=端口光環行器，光纖準直器，掃描反射鏡組成。
[0010] 本實用新型的有益效果在于：
[0011] 1本實用新型所給出的楊氏光纖白光干設解調儀的一臂具有光程可調功能，該功 能是通過楊氏光纖干設儀兩臂中的一個光纖臂串接一個空間光程調整裝置來實現的。因而 不僅可W極大地擴展了系統測量的動態范圍，而且可使解調儀工作在最佳狀態。
[0012] 2本實用新型使用了=端口光纖環行器連接了輸入、輸出光路，由于每端都不會存 在反射，避免了回波對光源的影響。保證了測試系統的穩定性，提高了測量系統的可靠性。
[0013] 3本實用新型在CCD線性陣列探測器上端采用了柱面透鏡，降低了對光源光功率 的要求，提高了系統的信噪比。接收楊氏白光干設條紋，通過對楊氏干設條紋進行信號分析 與處理，無須復雜的機械移動即可完成測量，測量周期極短，可W做到準實時監測。
【附圖說明】
[0014] 圖1是具有光程可調功能的楊氏光纖白光干設解調儀的結構示意圖。
[0015] 圖2是透射式光程可調楊氏光纖白光干設解調儀的結構示意圖。
[0016] 圖3是反射式光程可調楊氏光纖白光干設解調儀的結構示意圖。
[0017] 圖4是對式3的模擬計算結果，（a)和化）分別對應于初始相位d)。等于0和20 的情況。
[0018] 圖5是Mach-Zehnder干設儀用做測量干設儀，與光程可調楊氏光纖白光干設解調 儀進行透射式級聯的結構示意圖。
[0019] 圖6是Michelson干設儀用做測量干設儀，與光程可調楊氏光纖白光干設解調儀 進行反射式級聯的結構示意圖。
[0020] 圖7是Fizeau干設儀用做測量干設儀，與光程可調楊氏光纖白光干設解調儀進行 反射式級聯的結構示意圖。
[0021] 圖8是環形腔F-P干設儀用做測量干設儀，與光程可調楊氏光纖白光干設解調儀 進行反射式級聯的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022] 本實用新型提供的是一種具有光程可調功能的楊氏光纖白光干設解調儀。可用于 多路復用光纖白光干設傳感器陣列的解調系統中。該楊氏光纖白光干設解調儀由光纖禪合 器、=端口光環行器、光纖準直器、掃描反射鏡、光纖、柱面透鏡、光電禪合器件CCD陣列組 成。經由測量干設儀產生的攜帶待測信息的光通過光纖禪合器1被分為兩束，分別在光纖 尾端3和光纖尾端4輸出。輸出的兩光場相干疊加后被匯聚在線性CCD探測陣列6上形成 一列明暗相間的條紋。通過對接收到干設圖樣進行后續信號處理可W解調出外界測量干設 儀所攜帶的待測信息。由于本實用新型所給出的楊氏光纖白光干設解調儀的一臂具有光程 可調功能，該功能是通過楊氏光纖干設儀兩臂中的一個光纖臂串接一個空間光程調整裝置 2來實現的。因而可使解調儀工作在最佳狀態。此外，該楊氏光纖白光干設解調儀在兩個光 纖端點光源和CCD探測陣列之間，插入一個柱面透鏡，該樣可W將干設光場的壓縮成一條 線聚焦于CCD探測面上，提高信號效率，降低光源的功率，從而降低了系統的成本。
[0023] 下面結合附圖給出的實施例對本實用新型做更詳細地描述：
[0024] 本實用新型的目的是該樣實現的；所述的具有光程可調功能的楊氏光纖白光干設 解調儀，是由光纖禪合器1，光程調節裝置2,光纖出射端3,光纖出射端4,柱面透鏡5,線性 CCD探測陣列6W及相應光纖連接組成。經由外界測量干設儀產生的攜帶待測信息的光束 通過光纖禪