CN103175554A - 基于镶嵌式光纤环结构中正反常色散特性的m-z干涉仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于镶嵌式光纤环结构中正反常色散特性的M-Z干涉仪，包括激光器、衰减器、隔离器、偏振控制器、第一耦合器和探测器连接，激光器通过光纤与衰减器连接，衰减器通过光纤与隔离器连接，隔离器通过光纤与第一耦合器连接，隔离器与第一耦合器之间的光纤上设置有偏振控制器，第一至第七耦合器之间通过光纤连接，之后再通过光纤与探测器连接。本发明利用色散结构来提高灵敏度，利用该结构进行传感，则在同样的条件下具有更高的灵敏度。同时，利用该结构可以减小安装设备所需空间，提高装置的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及的一种高灵敏度的M-Z干涉仪，具体涉及一种基于镶嵌式光纤环结构中正反常色散特性的M-Z干涉仪。
背景技术
干涉仪广泛应用在计量、光学传感、量子信息处理和生物医学工程等方面，光纤干涉仪由于其自身的各种优异的性能(如体积小、重量轻、结构简单、耗电少、便于和计算机相连等)，在测量温度、折射率、速度、加速度声场、电场、压力、应变、光谱吸收等方面有着广泛的应用，并且在生物，化学，以及环境监测领域，在高电压，强电磁干扰的条件下，或者在狭小密闭的空间中，光纤干涉仪都有着不凡的监测，测量能力。随着社会的发展，很多时候传统的M-Z干涉仪已经无法满足高精度的测量要求，我们提出了一种基于镶嵌式光纤环结构中正反常色散特性的高灵敏度M-Z干涉仪，这种干涉仪较传统M-Z干涉仪灵敏度有大幅提高。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术的不足之处，提供一种基于镶嵌式光纤环结构中正反常色散特性的M-Z干涉仪。
本发明的目的是这样实现的：一种基于镶嵌式光纤环结构中正反常色散特性的M-Z干涉仪，包括激光器、衰减器、隔离器、偏振控制器、第一耦合器和探测器连接，激光器通过光纤与衰减器连接，衰减器通过光纤与隔离器连接，隔离器通过光纤与第一耦合器连接，隔离器与第一耦合器之间的光纤上设置有偏振控制器，第一耦合器通过光纤与第二耦合器连接，第二耦合器、第三耦合器和第四耦合器通过光纤连接组成镶嵌式光纤环中的内环，第五耦合器、第三耦合器和第四耦合器之间通过光纤连接组成镶嵌式光纤环中的外环，第二耦合器通过光纤与耦合器第六耦合器连接，第五耦合器通过光纤与第六耦合器连接，第六耦合器通过光纤与第七耦合器连接，第一耦合器通过光纤与第七耦合器连接，第七耦合器通过光纤与探测器连接。
本发明还有这样一些技术特征：
1.所述的光纤为普通单模光纤Corning SMF-28。
2.所述的镶嵌式光纤环中的内环和外环所使用的光纤长度要保证内外环同时谐振。
3.所述的第六耦合器与第七耦合器的耦合系数均为0.707，第二耦合器、第三耦合器、第四耦合器、第五耦合器的耦合系数在0-1之间选取，但是要保证镶嵌式光纤环结构的两个输出端口同时产生快慢光，亦即两个端口有相反的色散特性。
4.所述的光信号由1550nm的可调谐光纤激光器输出。
本发明利用色散结构来提高灵敏度，利用该结构进行传感，则在同样的条件下具有更高的灵敏度。同时，利用该结构可以减小安装设备所需空间，提高装置的稳定性。
附图说明
图1为本发明所述的干涉仪结构示意图；
图2为传统M-Z光纤干涉仪和耦合镶嵌式光纤环M-Z光纤干涉仪的色散灵敏度对比图。
具体实施方式
下面结合上说明书附图对本发明作进一步说明：
如图1所示，一种基于镶嵌式光纤环结构中正反常色散特性的M-Z干涉仪，包括激光器1、衰减器2、隔离器3、偏振控制器4、第一耦合器5和探测器连接6，激光器1通过光纤与衰减器2连接，衰减器2通过光纤与隔离器3连接，隔离器3通过光纤与第一耦合器5连接，隔离器3与第一耦合器5之间的光纤上设置有偏振控制器4，第一耦合器5通过光纤与第二耦合器7连接，第二耦合器7、第三耦合器8和第四耦合器9通过光纤连接组成镶嵌式光纤环中的内环，第五耦合器10、第三耦合器8和第四耦合器9之间通过光纤连接组成镶嵌式光纤环中的外环，第二耦合器7通过光纤与耦合器第六耦合器11连接，第五耦合器10通过光纤与第六耦合器11连接，第六耦合器11通过光纤与第七耦合器12连接，第一耦合器5通过光纤与第七耦合器12连接，第七耦合器12通过光纤与探测器6连接。
其中光信号由1550nm的可调谐光纤激光器输出，第六耦合器11和第七耦合器12的耦合系数均为0.707。镶嵌式光纤环结构由两个光纤环和第二耦合器7、第三耦合器8、第四耦合器93和第五耦合器10组成，镶嵌式光纤环中的内环和镶嵌式光纤环中的外环所使用的光纤的周长要保证两个光纤环同时谐振，光纤型号为SMF-28，第二耦合器7、第三耦合器8、第四耦合器9、第五耦合器10的耦合系数可以在0-1之间进行选取，但是要保证镶嵌式光纤环结构的两个输出端口同时产生快慢光，亦即两个端口有相反的色散特性。其灵敏度与两路端口色散的强弱有直接关系，色散特性相反的同时色散越强，灵敏度越大。
本发明利用色散结构来提高灵敏度。要达到同样的干涉仪灵敏度，耦合镶嵌式光纤环的M-Z光纤干涉仪相对于传统的M-Z光纤干涉仪可以节省几十倍环长的光纤。利用该结构进行传感，则在同样的条件下具有更高的灵敏度。同时，利用该结构可以减小安装设备所需空间，提高装置的稳定性。
Claims (5)
1.一种基于镶嵌式光纤环结构中正反常色散特性的M-Z干涉仪，包括激光器(1)、衰减器(2)、隔离器(3)、偏振控制器(4)、第一耦合器(5)和探测器连接(6)，其特征在于：激光器(1)通过光纤与衰减器(2)连接，衰减器(2)通过光纤与隔离器(3)连接，隔离器(3)通过光纤与第一耦合器(5)连接，隔离器(3)与第一耦合器(5)之间的光纤上设置有偏振控制器(4)，第一耦合器(5)通过光纤与第二耦合器(7)连接，第二耦合器(7)、第三耦合器(8)和第四耦合器(9)通过光纤连接组成镶嵌式光纤环中的内环，第五耦合器(10)、第三耦合器(8)和第四耦合器(9)之间通过光纤连接组成镶嵌式光纤环中的外环，第二耦合器(7)通过光纤与耦合器第六耦合器(11)连接，第五耦合器(10)通过光纤与第六耦合器(11)连接，第六耦合器(11)通过光纤与第七耦合器(12)连接，第一耦合器(5)通过光纤与第七耦合器(12)连接，第七耦合器(12)通过光纤与探测器(6)连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于镶嵌式光纤环结构中正反常色散特性的M-Z干涉仪，其特征在于：所述的光纤为普通单模光纤Corning SMF-28。
3.根据权利要求1所述的一种基于镶嵌式光纤环结构中正反常色散特性的M-Z干涉仪，其特征在于：所述的镶嵌式光纤环中的内环和外环所使用的光纤长度要保证内外环同时谐振。
4.根据权利要求1所述的一种基于镶嵌式光纤环结构中正反常色散特性的M-Z干涉仪，其特征在于：所述的第六耦合器(11)与第七耦合器(12)的耦合系数均为0.707，第二耦合器(7)、第三耦合器(8)、第四耦合器(9)、第五耦合器(10)的耦合系数在0-1之间选取，但是要保证镶嵌式光纤环结构的两个输出端口同时产生快慢光，亦即两个端口有相反的色散特性。
5.根据权利要求1所述的一种基于镶嵌式光纤环结构中正反常色散特性的M-Z干涉仪，其特征在于：所使用的光信号由1550nm的可调谐光纤激光器输出。
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| CN 201210510195 CN103175554A (zh) | 2012-11-19 | 2012-11-19 | 基于镶嵌式光纤环结构中正反常色散特性的m-z干涉仪 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105203135A (zh) * | 2015-10-21 | 2015-12-30 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于直波导-反馈波导-环-直波导的高灵敏度谐振系统 |
| CN106125016A (zh) * | 2016-05-26 | 2016-11-16 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 基于快光效应的超灵敏环形激光磁力仪及使用方法 |
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2012
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|---|---|---|---|---|
| CN105203135A (zh) * | 2015-10-21 | 2015-12-30 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于直波导-反馈波导-环-直波导的高灵敏度谐振系统 |
| CN105203135B (zh) * | 2015-10-21 | 2017-08-25 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于直波导‑反馈波导‑环‑直波导的高灵敏度谐振系统 |
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| CN106125016B (zh) * | 2016-05-26 | 2019-01-04 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 基于快光效应的超灵敏环形激光磁力仪及使用方法 |
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