CN110429988B - 一种基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件。该器件中的光纤模式转换耦合器由单模光纤和少模光纤以设定纤芯模式耦合而成；单模光纤的输入端与光源连接，少模光纤的输出光纤段上连接光纤声光装置；光纤声光装置中的射频信号发射器与振动产生装置连接，设置在振动产生装置上的铝制圆锥，其顶点固定在少模光纤的输出光纤段上。其中，光源产生的光信号经过光纤模式转换耦合器后转变为两路光信号；一路LP01模式的光信号经单模光纤的输出端输出；另一路LP11模式的光信号经少模光纤的输出端后，由光纤声光装置转换为LP01模式的光信号；两路LP01模式的光信号用于实现光外差检测。本发明结构简便、紧凑，且测量精度高。
Description
技术领域
本发明涉及外差检测技术领域，特别是涉及一种基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件。
背景技术
外差检测技术是一种光频相干检测技术，是基于相干的参考光和入射信号光混频的原理实现的，因此，外差检测技术特别适用于光调频、调相类系统。但是外差检测技术不仅仅要求载波光束与探测光束之间偏振方向平行，传输方向保持一致，还要求两光波频率不能相同。而保证两束光之间有频移量，并且偏振方向保持一致是这项技术的关键。
保证两束光之间有频移量，通常要采用声光晶体中声致光栅对入射空间光进行衍射，获得光的移频量。但这类空间光频移器的设计复杂、相对体积庞大以及环境适应性差，并且调节难度很大。此外，空间光路作为外差检测时需要考虑的因素也是很多的，并且精确度不高，受温度和应力的影响极大。第二种方法，称为光纤纵向折射率调制方法，沿着光信号传播的方向引入周期性的扰动，这样的扰动导致基模和高阶模式之间的耦合，在这一方法中提高模式之间的转换率是关键，并且这个方法一般并不会伴随着频移的产生，将该方法用于外差检测，需要额外的移频装置，设计复杂。
综上所述，亟待一种高效、紧凑，并且具有移频、高转化率功能的基于光纤模式的转换器件，以用作外差检测的器件出现。
发明内容
基于此，有必要提供一种结构简便、紧凑，且测量精度高的基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件，包括：光纤模式转换耦合器和光纤声光装置；所述光纤模式转换耦合器与所述光纤声光装置连接；
所述光纤模式转换耦合器是由单模光纤和少模光纤以设定纤芯模式耦合而成；所述单模光纤的输入端与光源连接，所述少模光纤的输出光纤段上连接所述光纤声光装置；
所述光纤声光装置包括射频信号发射器、振动产生装置和铝制圆锥；所述射频信号发射器与所述振动产生装置连接，所述射频信号发射器用于产生射频信号，以控制所述振动产生装置振动；所述振动产生装置上设置所述铝制圆锥，所述振动产生装置用于带动所述铝制圆锥振动；所述铝制圆锥的顶点固定在所述少模光纤的输出光纤段上，所述铝制圆锥用于带动所述少模光纤的输出光纤段振动，以使得所述少模光纤的输出光纤段微弯；
所述光源产生的光信号经过所述光纤模式转换耦合器后转变为两路光信号；一路为LP01模式的光信号，所述LP01模式的光信号经所述单模光纤的输出端输出；另一路为LP11模式的光信号，所述LP11模式的光信号经所述少模光纤的输出端后，再由所述光纤声光装置转换为LP01模式的光信号，转换得到的LP01模式的光信号具有设定光信号频移；经所述单模光纤的输出端输出的LP01模式的光信号和转换得到的LP01模式的光信号用于实现光外差检测。
可选的，所述全光纤外差检测器件还包括第一偏振控制器；
所述第一偏振控制器设置在所述少模光纤的输出光纤段上；所述第一偏振控制器位于所述光纤模式转换耦合器与所述光纤声光装置之间。
可选的，所述全光纤外差检测器件还包括CCD相机；
所述CCD相机设置在所述少模光纤的输出光路上；所述CCD相机用于拍摄经所述少模光纤的输出光纤段后输出的光信号的模斑。
可选的，所述全光纤外差检测器件还包括单模光纤耦合器、光电转换器和图形显示装置；
所述单模光纤的输出光纤段上连接待测振动驱动源；所述单模光纤耦合器的输入端分别与所述少模光纤的输出光纤段的输出端、所述单模光纤的输出光纤段的输出端连接，所述单模光纤耦合器的输出端与所述光电转换器的输入端连接；所述光电转换器的输出端与所述图形显示装置连接。
可选的，所述全光纤外差检测器件还包括第二偏振控制器；
所述第二偏振控制器设置在所述单模光纤的输出光纤段上；所述第二偏振控制器位于所述光纤模式转换耦合器与所述待测振动驱动源之间。
可选的，所述光纤声光装置还包括夹持装置；
所述夹持装置包括支撑板和两个支撑柱；两个所述支撑柱分别设置于所述支撑板的两端；所述支撑柱用于支撑所述少模光纤的输出光纤段；所述支撑板用于放置所述振动产生装置和所述铝制圆锥。
可选的，所述振动产生装置为压电陶瓷片。
可选的，所述图形显示装置为示波器或频谱仪。
可选的，所述光源为窄线宽激光器、可调谐激光器或窄带激光器。
可选的，所述夹持装置的材质为金属材质。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提出了一种基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件，其中的光纤模式转换耦合器由单模光纤和少模光纤以设定纤芯模式耦合而成；单模光纤的输入端与光源连接，少模光纤的输出光纤段上连接光纤声光装置；光纤声光装置中的射频信号发射器与振动产生装置连接，设置在振动产生装置上的铝制圆锥，其顶点固定在少模光纤的输出光纤段上。光源产生的光信号经过光纤模式转换耦合器后转变为两路光信号；一路LP01模式的光信号经单模光纤的输出端输出；另一路LP11模式的光信号经少模光纤的输出端后，由光纤声光装置转换为LP01模式的光信号；两路LP01模式的光信号用于实现光外差检测。本发明的基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件能同时实现模式转换和相干检测两个功能，即全光纤声光的外差检测功能，在模式转换以及高精度机械振动测量中不再需要额外的移频装置，简化了实验装置，降低了外差检测的难度，且提高了测量精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1一种基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件的结构示意图；
图2为本发明实施例2一种基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件的结构示意图；
图3为本发明实施例3一种基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件的结构示意图；
图4为本发明实施例3当射频信号发射器打开，待测振动驱动源关闭时的示波器观测图；
图5为本发明实施例3当射频信号发射器打开，待测振动驱动源关闭时的频谱仪观测图；
图6为本发明实施例3当射频信号发射器打开，待测振动驱动源打开时的示波器观测图；
图7为本发明实施例3当射频信号发射器打开，待测振动驱动源打开时的频谱仪观测图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：
图1为本发明实施例1一种基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件的结构示意图。参见图1，本实施例中的基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件，包括：光纤模式转换耦合器1和光纤声光装置2；所述光纤模式转换耦合器1与所述光纤声光装置2连接。其中，A为单模光纤的输入端，C为单模光纤的输出光纤段，B为少模光纤的输入端，D为少模光纤的输出光纤段。
所述光纤模式转换耦合器1是由单模光纤和少模光纤以设定纤芯模式(如LP11模式)耦合而成；所述单模光纤的输入端A与光源6连接，所述少模光纤的输出光纤段D上连接所述光纤声光装置2。光纤模式转换耦合器1中单模光纤和少模光纤的直径比，是根据模式计算确定的，以匹配基模转换为LP11模式的耦合条件。具体的，模式转换耦合器1中单模光纤和少模光纤的直径比，是根据光纤中模式传播常数相等计算确定的，即，要使单模光纤中的LP01模式与少模光纤中所需的高阶模式(如LP11)的相位匹配，需要获得单模光纤和少模光纤在耦合区域的不同直径比，以匹配单模光纤中LP01模式转换为少模光纤中的LP11模式的耦合条件。当单模光纤和少模光纤的传播距离相等时，单模光纤和少模光纤的直径比能够匹配LP01模式转换为LP11模式的耦合条件。
所述光纤声光装置2包括射频信号发射器3、振动产生装置4和铝制圆锥5；所述射频信号发射器3通过电导线14与所述振动产生装置4连接，所述射频信号发射器3用于产生射频信号，以控制所述振动产生装置4振动；所述振动产生装置4上设置所述铝制圆锥5，所述振动产生装置4用于带动所述铝制圆锥5振动；所述铝制圆锥5的顶点固定在所述少模光纤的输出光纤段上，所述铝制圆锥5用于带动所述少模光纤的输出光纤段振动，以使得所述少模光纤的输出光纤段微弯，该微弯的光纤段结构形成了光纤中长周期光栅，能够实现特定波长的模式转换。本实施例中，在振动产生装置4上面放置一个铝制圆锥5，将少模光纤以点胶、焊接等的方式固定在尖端，根据模式匹配条件确定射频信号发射器3频率，以匹配LP11转换为基模的耦合条件。其中，具体的模式匹配条件为
n01表示LP01模式的有效折射率，n11表示LP11模式的有效折射率，R表示剥掉光纤涂覆层后的半径，Cext表示声波在石英光纤中的传播速度，Cext为5760m/s，λ表示光的波长，f表示射频信号发射器的驱动频率。
作为一种可选的实施方式，所述光纤声光装置2还包括夹持装置15。所述夹持装置15包括支撑板和两个支撑柱；两个所述支撑柱分别设置于所述支撑板的两端；所述支撑柱用于支撑所述少模光纤的输出光纤段；所述支撑板用于放置所述振动产生装置4和所述铝制圆锥5，并进行固定和封装。
作为一种可选的实施方式，所述振动产生装置4为压电陶瓷片。
作为一种可选的实施方式，所述光源6为窄线宽激光器、可调谐激光器或窄带激光器。窄线宽激光器和窄带激光器的波长可以选择1550nm，光源的单色性越好，其最终解调出来的结果精确度越高。单模光纤是在其工作(1550nm)波段只支持一个模式，即基模(LP01模式)；少模光纤是在其工作(1550nm)波段支持两种及以上的模式，且所用的单模光纤可与该少模光纤的模场相匹配，其类型可以是节约型、渐变型、双包层少模光纤，亦可以是光子晶体少模光纤。
作为一种可选的实施方式，所述夹持装置的材质为木质，具有固定、封装功能。
本实施例中的基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件的工作原理为：在单模光纤的输入端A通入激光光源，光源产生的光信号经过所述光纤模式转换耦合器1后转变为两路光信号，一路为LP01模式的光信号，所述LP01模式的光信号经所述单模光纤的输出端输出；另一路为LP11模式的光信号，所述LP11模式的光信号经所述少模光纤的输出端后，再由所述光纤声光装置转换为LP01模式的光信号，转换得到的LP01模式的光信号具有设定光信号频移，频移量和声发射频率一样，且都是纤芯模式；经所述单模光纤的输出端输出的LP01模式的光信号和转换得到的LP01模式的光信号用于实现光外差检测。具体为：
步骤1：开启光源，连接光纤模式转换耦合器1的单模光纤的输入端A，且光纤模式转换耦合器1的少模光纤的输出光纤段D上连接光纤声光装置。
步骤2：打开射频信号发射器3，调整频率以及电压，找到使LP11模式转换成基模(LP01模式)的最优频率以及电压。
步骤3：将经过光纤声光装置转换为基模的一路，与光纤模式转换耦合器1中单模光纤的输出端输出的基模的一路，通过耦合器合在一起，即可实现光外差检测。
本实施例中的基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件，基于模式耦合匹配原理和声光移频技术实现，具有以下优点：
1、首先，在光纤模式转换耦合器1中，将两根光纤的纤芯直径比满足模式耦合匹配条件，从而在少模端实现将光源输入的基模转换成LP11模式，再经过光纤声光装置，在进一步满足模式耦合匹配条件的基础上，将LP11模式再转化成基模，得到用于检测外界振动的载波光束。该器件能同时实现模式转换和相干检测两个功能，即全光纤声光的外差检测功能，因此，在模式转换以及高精度机械振动测量中不再需要额外的移频装置，简化了实验装置，降低了外差检测的难度，且提高了测量精度。
2、该外差检测器件为全光纤结构，成本低，不需要对光束进行空间准直，紧凑性和重复性高，且制作过程简单、精确度高。通过改变光纤模式转换耦合器制作过程中两根光纤的分光比，可以定量控制输出模式所需的功率；通过改变射频信号发射器的频率和电压，可以定量控制移频量以及模式转换的效率。
3、拥有高阶模式纯度高和模式转换效率高的特点；且该器件能量损耗低，测量距离远，减小了由于光学元器件的缺陷或调整不完善，而引起两光路中不同偏振态的光混叠。
4、使用只需要将光源尾纤与单模光纤进行拼接，既可以减少拼接损耗，又可以避免激发其他高阶模式。
5、由于光纤模式转换耦合器和光纤声光装置都可以封装，内部与外界环境隔离，因此该器件的模式转化效率几乎不受温度和压力的影响。
实施例2
参见图2，与上述实施例1不同的是，本实施例中基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件还包括：第一偏振控制器7和CCD相机8。
所述第一偏振控制器7设置在所述少模光纤的输出光纤段上；所述第一偏振控制器7位于所述光纤模式转换耦合器1与所述光纤声光装置2之间。所述CCD相机8设置在所述少模光纤的输出光路上；所述CCD相机8用于拍摄经所述少模光纤的输出光纤段后输出的光信号的模斑。所述第一偏振控制器7和CCD相机8的设置能够进一步提高光外差检测的精度。
作为一种可选的实施方式，CCD相机8构成的成像系统，用于显示生成模式的光场分布；第一偏振控制器7是利用机械压制的原理，通过改变光纤的形态和扭曲程度，进而控制在光纤中传输光束的偏振态。
本实施例中的基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件的工作原理如下：在单模光纤的输入端A通入激光光源，光源产生的光信号经过所述光纤模式转换耦合器1后转变为两光信号，一路为LP01模式的光信号，经所述单模光纤的输出端输出；另一路为LP11模式的光信号，所述LP11模式的光信号首先在射频信号发射器3关闭的状态下，通过调整偏振态后，获得经过光纤声光装置以后最优状态的LP11模式，然后在光信号首先在射频信号发射器3打开的状态下，将最优状态的LP11模式经所述光纤声光装置2后转换为LP01模式的光信号；经所述单模光纤的输出端输出的LP01模式的光信号和所述LP01模式的光信号用于实现光外差检测。具体为：
步骤1：开启光源，连接光纤模式转换耦合器1的单模光纤的输入端A，且光纤模式转换耦合器1的少模光纤的输出光纤段D上连接光纤声光装置，并在光纤声光装置少模光纤的输出端的后面放置CCD(Charge Coupled Device)相机。
步骤2：光纤声光装置射频信号发射器3暂不打开，通过调整第一偏振控制器7，优化CCD相机8观测到的LP11模式的光斑，并保持第一偏振控制器7的位置不再改变。
步骤3：移除CCD相机8，打开射频信号发射器3，调整频率以及电压，找到使LP11模式转换成基模(LP01模式)的最优频率以及电压。
步骤4：将经过光纤声光装置转换为基模的一路与光纤模式转换耦合器1中单模光纤的输出端输出的基模的一路，通过耦合器耦合在一起，即可实现光外差检测。
本实施例中的基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件，基于模式耦合匹配原理和声光移频技术实现。首先，在光纤模式转换耦合器1中，将两根光纤的纤芯直径比设置为满足模式耦合匹配条件，从而在少模端实现将光源输入的基模转换成LP11模式，再经过光纤声光装置，在进一步满足模式耦合匹配条件的基础上，将LP11模式再转化成基模，得到用于检测外界振动的载波光束。该器件实现了在模式转换以及高精度机械振动测量中不再需要额外的移频装置，简化了实验装置，降低了外差检测的难度，且提高了测量精度。并且通过设置第一偏振控制器和CCD相机，进一步提高了光外差检测的精度。
本实施例主要说明与上述实施例1的不同之处，相同之处参见实施例1即可，在此不再赘述。
实施例3
参见图3，与上述实施例2不同的是，本实施例中的基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件还包括：单模光纤耦合器9、光电转换器10和图形显示装置11。
所述单模光纤的输出光纤段上连接待测振动驱动源12；所述单模光纤耦合器9的输入端分别与所述少模光纤的输出光纤段的输出端、所述单模光纤的输出光纤段的输出端连接，所述单模光纤耦合器9的输出端与所述光电转换器10的输入端连接；所述光电转换器10的输出端与所述图形显示装置11连接。所述图形显示装置11为示波器或频谱仪。
作为一种可选的实施方式，所述基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件还包括第二偏振控制器13。所述第二偏振控制器13设置在所述单模光纤的输出光纤段上；所述第二偏振控制器13位于所述光纤模式转换耦合器1与所述待测振动驱动源12之间。
本实施例的于全光纤模式转换的外差检测器件的工作原理如下：在单模光纤的输入端A通入激光光源，在少模光纤的输出端获得LP11模式，通过调整少模输出端LP11模式的偏振态后，可以获得经过光纤声光装置以后最优状态的LP11模式；在光纤声光装置部分，最优状态的LP11模式在射频信号发射器3的驱动下，将变成具有频移量的基模；最后具有频移量的基模与光纤模式转换耦合器1中单模输出端的基模，经过耦合器合在一起，在示波器上可以清晰的看到载波信号以及引入振动后载波信号的变化。具体为：
步骤1：开启光源，连接光纤模式转换耦合器1的单模光纤的输入端A，且光纤模式转换耦合器1的少模光纤的输出光纤段D上连接光纤声光装置，并在光纤声光装置少模光纤的输出端的后面放置CCD(Charge Coupled Device)相机。
步骤2：光纤声光装置中的射频信号发射器3暂不打开，通过调整第一偏振控制器7，优化CCD相机8观测到的LP11模式的光斑，并保持第一偏振控制器7的位置不再改变。
步骤3：移除CCD相机8，打开射频信号发射器3，调整频率以及电压，找到使LP11模式转换成基模(LP01模式)的最优频率以及电压，并通过示波器观测声致光栅建立的时间。
步骤4：将经过光纤声光装置转换为基模的一路与光纤模式转换耦合器1中单模光纤的输出端输出的基模的一路，通过耦合器合在一起，将波形显示在示波器上，并通过频谱仪记录其对应的频谱。
步骤5：在光纤模式转换耦合器1单模光纤的输出端引入振动驱动源，同样将波形记录在示波器上，通过频谱仪记录其对应的频谱，并保存数据后，用MATLAB解调出对应的振动信息。这样就可以高精度地检测到引入的微小振动，实现高精度的光外差检测。
下面对本实施例中的基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件进行了实验验证。
当射频信号发射器3打开，待测振动驱动源12关闭时，并采用示波器进行观测，则载波信号示波器观测图如图4所示。图4表示由光学外差检测器件产生的载波信号，参见图4，图中显示的是交流信号，也即说明两路光之间有频移量，若无频移量则示波器显示的是直流信号，其中插图中矩形显示放大的载波信号。
当射频信号发射器3打开，待测振动驱动源12关闭时，并采用频谱仪进行观测，则载波信号频谱仪观测图如图5所示。图5表示载波信号对应的傅里叶频谱，参见图5，该图表明载波频率为0.7573MHz，与射频信号发射器3的驱动频率757.3kHz一致，并且可以接受的信噪比为50dB。
当射频信号发射器3打开，待测振动驱动源12也开启时，其引入20kHz、5Vpp的振动信号，示波器观测图如图6所示。其中图6的(a)部分是待测振动驱动源的振动信息(20kHz、5Vpp的正弦波形)加载后，示波器显示的图样，载波信号的包络随着振动驱动源的频率和电压改变。图6的(b)部分是解调出来的振动驱动源的频率和电压信号。
当射频信号发射器3打开，待测振动驱动源12也开启时，载波信号频谱仪观测图如图7所示。参见图7，待测振动驱动源的振动信息(20kHz、5Vpp的正弦波形)加载后，在757.3kHz左右两边有边带出现，且边带的强度以及个数，由振动驱动源的电压决定，这里显示5Vpp时，出现4个边带，±1阶，±2阶，频率分别为717.3kHz、737.3kHz、757.3kHz、777.3kHz，相邻两边带之间的间隔为20kHz，即为振动驱动源的频率。
本实施例中的基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件，基于模式耦合匹配原理和声光移频技术实现。首先，在光纤模式转换耦合器1中，将两根光纤的纤芯直径比满足模式耦合匹配条件，从而在少模端实现将光源输入的基模转换成LP11模式，再经过光纤声光装置，在进一步满足模式耦合匹配条件的基础上，将LP11模式再转化成基模，得到用于检测外界振动的载波光束；同时声光器件实现移频的作用，移频后的基模与光纤模式转换耦合器1中单模端的基模，经过耦合器最终合成一束，通过解调可以高精度的检测到引入的微小振动。该器件装置简单，测量精度高，为模式转换与外差检测提供了全光纤结构的紧凑和稳定的解决方案。
本实施例主要说明与上述实施例2的不同之处，相同之处参见实施例2即可，在此不再赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件，其特征在于，包括：光纤模式转换耦合器和光纤声光装置；所述光纤模式转换耦合器与所述光纤声光装置连接；
所述光纤模式转换耦合器是由单模光纤和少模光纤以设定纤芯模式耦合而成；所述单模光纤的输入端与光源连接，所述少模光纤的输出光纤段上连接所述光纤声光装置；当所述单模光纤和所述少模光纤的传播距离相等时，所述单模光纤和所述少模光纤的直径比匹配LP01模式转换为LP11模式的耦合条件；
所述光纤声光装置包括射频信号发射器、振动产生装置和铝制圆锥；所述射频信号发射器与所述振动产生装置连接，所述射频信号发射器用于产生射频信号，以控制所述振动产生装置振动；所述振动产生装置上设置所述铝制圆锥，所述振动产生装置用于带动所述铝制圆锥振动；所述铝制圆锥的顶点固定在所述少模光纤的输出光纤段上，所述铝制圆锥用于带动所述少模光纤的输出光纤段振动，以使得所述少模光纤的输出光纤段微弯；
所述光源产生的光信号经过所述光纤模式转换耦合器后转变为两路光信号；一路为LP01模式的光信号，所述LP01模式的光信号经所述单模光纤的输出端输出；另一路为LP11模式的光信号，所述LP11模式的光信号经所述少模光纤的输出端后，再由所述光纤声光装置转换为LP01模式的光信号，转换得到的LP01模式的光信号具有设定光信号频移；经所述单模光纤的输出端输出的LP01模式的光信号和转换得到的LP01模式的光信号用于实现光外差检测。
2.根据权利要求1所述的一种基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件，其特征在于，还包括第一偏振控制器；
所述第一偏振控制器设置在所述少模光纤的输出光纤段上；所述第一偏振控制器位于所述光纤模式转换耦合器与所述光纤声光装置之间。
3.根据权利要求1所述的一种基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件，其特征在于，还包括CCD相机；
所述CCD相机设置在所述少模光纤的输出光路上；所述CCD相机用于拍摄经所述少模光纤的输出光纤段后输出的光信号的模斑。
4.根据权利要求1所述的一种基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件，其特征在于，还包括单模光纤耦合器、光电转换器和图形显示装置；
所述单模光纤的输出光纤段上连接待测振动驱动源；所述单模光纤耦合器的输入端分别与所述少模光纤的输出光纤段的输出端、所述单模光纤的输出光纤段的输出端连接，所述单模光纤耦合器的输出端与所述光电转换器的输入端连接；所述光电转换器的输出端与所述图形显示装置连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件，其特征在于，还包括第二偏振控制器；
所述第二偏振控制器设置在所述单模光纤的输出光纤段上；所述第二偏振控制器位于所述光纤模式转换耦合器与所述待测振动驱动源之间。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件，其特征在于，所述光纤声光装置还包括夹持装置；
所述夹持装置包括支撑板和两个支撑柱；两个所述支撑柱分别设置于所述支撑板的两端；所述支撑柱用于支撑所述少模光纤的输出光纤段；所述支撑板用于放置所述振动产生装置和所述铝制圆锥。
7.根据权利要求1所述的一种基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件，其特征在于，所述振动产生装置为压电陶瓷片。
8.根据权利要求4所述的一种基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件，其特征在于，所述图形显示装置为示波器或频谱仪。
9.根据权利要求1所述的一种基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件，其特征在于，所述光源为窄线宽激光器、可调谐激光器或窄带激光器。
10.根据权利要求6所述的一种基于光纤模式转换的全光纤外差检测器件，其特征在于，所述夹持装置的材质为金属材质。
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