CN105698674A - 一种集成化光纤干涉仪 - Google Patents

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王驰
徐龙龙
孙建美
朱茜
王宁
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    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02049—Interferometers characterised by particular mechanical design details

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Abstract

本发明公开了一种集成化光纤干涉仪，包括光纤准直器、超小光纤镜头、光纤干涉仪模块、指示激光器、宽带激光器、数据采集卡和计算机，光纤准直器和超小光纤镜头分别通过光纤跳线连接光纤干涉仪模块的参考臂接口和信号臂接口；指示激光器和宽带激光器分别通过光纤跳线连接光纤干涉仪模块的指示激光接口和宽带激光接口；数据采集卡依次通过数据线连接光纤干涉仪模块的平衡探测器输出接口和计算机；超小光纤镜头由多模光纤镜头、空芯光纤隔片和单模光纤依次熔接而成。根据本发明提供的集成化光纤干涉仪，可用于微小尺寸的内窥式、高精度、快速测量，而且操作容易、便捷。

Description

一种集成化光纤干涉仪
技术领域
本发明涉及一种集成化光纤干涉仪，用于微小尺寸的内窥干涉检测系统的研制。
背景技术
随着测试仪器向集成化、高精度方向的发展，对于狭小空间尺寸（如微深孔）的非接触内窥式测量技术的要求越来越高。近年来随着光纤传感器的快速发展，以光纤作为光波能量传输载体的激光干涉仪因其体积小、重量轻、易构建、光路封闭等优点，在激光测量领域得到了广泛的研究。光纤干涉仪的应用涉及到多学科的交叉，随着电子学、计算机科学等学科的发展，加之丰富的应用软件，促进了光纤干涉仪的仪器化。在这一背景下，可用于微深孔等狭小空间尺寸测量的微小集成化光纤干涉仪就成为内窥干涉测量技术的一个重要方向。然而，对于集成化的光纤干涉仪，目前市场上虽然存在单独的光纤干涉仪模块，但缺少商用或专用的基于超小光纤镜头的集成化光纤干涉仪。
一个典型的集成化光纤干涉仪应包括光纤干涉仪模块和超小光纤镜头，目前，虽然有超小光纤镜头的研究和专用光纤干涉仪模块，但缺少它们的组合使用，尤其缺少超小光纤镜头和光纤干涉仪模块熔接集成的光纤干涉仪。本发明正是针对这一关键技术进行展开的。
发明内容
本发明的目的在于解决目前尚无商用或专用的集成化光纤干涉仪，提供一种集成化光纤干涉仪，是一种微小内窥式测量装置，可用于微深孔等狭小空间尺寸的快速、内窥检测技术，而且操作容易、便捷。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种集成化光纤干涉仪，包括光纤准直器、超小光纤镜头、光纤干涉仪模块、指示激光器、宽带激光器、数据采集卡和计算机，所述光纤准直器、超小光纤镜头、指示激光器、宽带激光器分别通过光纤跳线连接光纤干涉仪模块，所述光纤干涉仪模块通过数据线连接数据采集卡和计算机。
所述光纤干涉仪模块包括参考臂接口、信号臂接口、指示激光接口、宽带激光接口、平衡探测器输出接口、宽带50/50熔融耦合器、WDM耦合器、环形器和平衡探测器；所述宽带50/50熔融耦合器一端分别通过光纤跳线连接所述参考臂接口和所述信号臂接口，所述WDM耦合器一端通过光纤跳线连接所述宽带50/50熔融耦合器，所述WDM耦合器另一端分别通过光纤跳线连接所述指示激光接口和所述平衡探测器，所述环形器一端通过光纤跳线连接所述宽带50/50熔融耦合器，所述环形器另一端分别通过光纤跳线连接所述宽带激光接口和所述平衡探测器；所述光纤准直器和所述超小光纤镜头分别通过光纤跳线连接所述参考臂接口和所述信号臂接口；所述指示激光器和所述宽带激光器分别通过光纤跳线连接所述指示激光接口和所述宽带激光接口；所述数据采集卡分别通过数据线连接所述平衡探测器输出接口和所述计算机。
所述超小光纤镜头由多模光纤镜头、空芯光纤隔片和单模光纤依次熔接而成。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
本发明装置将超小光纤镜头和干涉仪模块集成在一块，实现了光纤干涉仪装置的集成化，并解决了对空间狭小、探测深度有要求的物体检测的难题，而且操作容易、便捷。
附图说明
图1是本发明的集成化光纤干涉仪整体结构示意图。
图2是本发明的光纤干涉仪模块示意图。
图3是本发明的超小光纤镜头结构示意图。
具体实施方式
本发明的优选实施方式结合附图论述如下：
参见图1，一种集成化光纤干涉仪，包括光纤准直器101、超小光纤镜头102、光纤干涉仪模块105、指示激光器108、宽带激光器109、数据采集卡111和计算机112，所述光纤准直器101、超小光纤镜头102、指示激光器108、宽带激光器109分别通过光纤跳线连接光纤干涉仪模块105，所述光纤干涉仪模块105通过数据线连接数据采集卡111和计算机112。
如图2所示，所述光纤干涉仪模块105包括参考臂接口103、信号臂接口104、指示激光接口106、宽带激光接口107、平衡探测器输出接口110、宽带50/50熔融耦合器201、WDM耦合器202、环形器203和平衡探测器204；所述宽带50/50熔融耦合器201一端分别通过光纤跳线连接所述参考臂接口103和所述信号臂接口104，所述WDM耦合器202一端通过光纤跳线连接所述宽带50/50熔融耦合器201，所述WDM耦合器202另一端分别通过光纤跳线连接所述指示激光接口106和所述平衡探测器204，所述环形器203一端通过光纤跳线连接所述宽带50/50熔融耦合器201，所述环形器203另一端分别通过光纤跳线连接所述宽带激光接口107和所述平衡探测器204；所述光纤准直器101和所述超小光纤镜头102分别通过光纤跳线连接所述参考臂接口103和所述信号臂接口104；所述指示激光器108和所述宽带激光器109分别通过光纤跳线连接所述指示激光接口106和所述宽带激光接口107；所述数据采集卡111分别通过数据线连接所述平衡探测器输出接口110和所述计算机112。
如图3所示，所述超小光纤镜头102由多模光纤镜头301、空芯光纤隔片302和单模光纤303依次熔接而成。
本实施例中，光纤干涉仪模块采用Thorlabs公司生产的型号为INT-MSI-1300B的干涉仪模块；超小光纤镜头根据发明专利（王驰，于瀛洁，方臣，唐智，齐博，张之江，“全光纤型超小探针的制作装置及方法”，中国发明专利，申请日：2011.1.14，授权专利号:ZL201110007712.2，授权公告日：2012.7.04），由发明人所在单位即上海大学和上海相和光纤科技有限公司联合开发制作完成的研制装置制作。

Claims (3)

1.一种集成化光纤干涉仪，包括光纤准直器（101）、超小光纤镜头（102）、光纤干涉仪模块（105）、指示激光器（108）、宽带激光器（109）、数据采集卡（111）和计算机（112），其特征在于，所述光纤准直器（101）、超小光纤镜头（102）、指示激光器（108）、宽带激光器（109）分别通过光纤跳线连接光纤干涉仪模块（105），所述光纤干涉仪模块（105）通过数据线连接数据采集卡（111）和计算机（112）。
2.根据权利要求1所述的集成化光纤干涉仪，其特征在于，所述光纤干涉仪模块（105）包括参考臂接口（103）、信号臂接口（104）、指示激光接口（106）、宽带激光接口（107）、平衡探测器输出接口（110）、宽带50/50熔融耦合器（201）、WDM耦合器（202）、环形器（203）和平衡探测器（204）；所述宽带50/50熔融耦合器（201）一端分别通过光纤跳线连接所述参考臂接口（103）和所述信号臂接口（104），所述WDM耦合器（202）一端通过光纤跳线连接所述宽带50/50熔融耦合器（201），所述WDM耦合器（202）另一端分别通过光纤跳线连接所述指示激光接口（106）和所述平衡探测器（204），所述环形器（203）一端通过光纤跳线连接所述宽带50/50熔融耦合器（201），所述环形器（203）另一端分别通过光纤跳线连接所述宽带激光接口（107）和所述平衡探测器（204）；所述光纤准直器（101）和所述超小光纤镜头（102）分别通过光纤跳线连接所述参考臂接口（103）和所述信号臂接口（104）；所述指示激光器（108）和所述宽带激光器（109）分别通过光纤跳线连接所述指示激光接口（106）和所述宽带激光接口（107）；所述数据采集卡（111）分别通过数据线连接所述平衡探测器输出接口（110）和所述计算机（112）。
3.根据权利要求1所述的集成化光纤干涉仪，其特征在于，所述超小光纤镜头（102）由多模光纤镜头（301）、空芯光纤隔片（302）和单模光纤（303）依次熔接而成。
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