CN111812346B - 一种干涉型全光纤旋转多普勒测速仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种干涉型全光纤旋转多普勒测速仪，包括激光器、第一光纤、耦合器、光涡旋产生器、第二光纤、发射探头、接收探头和检测装置。激光器输出高斯光，第一光纤为单模光纤，传输高斯光，第一耦合器将高斯光分束为探测光和参考光，光涡旋产生器将高斯光转换为涡旋光，第二光纤传输涡旋光，发射探头将涡旋光准直照射在旋转待测对象上，接收探头收集散射的信号光，第二耦合器将参考光和信号光合束成干涉光场，检测装置对干涉光场进行探测与信号处理，实现获取物体的旋转速度信息。本发明突破了传统干涉型全光纤多普勒测速仪无法直接获取物体旋转速度的限制，在光学测量与传感方面具有广泛的应用前景，填补了相关技术领域的空白。

Description

一种干涉型全光纤旋转多普勒测速仪

技术领域

本发明属于光学测量领域，更具体地，涉及一种干涉型全光纤旋转多普勒测速仪。

背景技术

多普勒效应将波的频率变化与物体运动速度联系起来，基于其发展起来的激光多普勒测量技术具有非接触、高精度、大量程等优势，目前已经成为了一种不可或缺的工程测量手段。传统的干涉式激光多普勒测量技术，采用高斯光分别作为探测光和参考光，探测光照射纵向平移运动的待测对象，散射的信号光与参考光干涉后，通过检测拍频来获取待测对象的速度信息。光纤作为一种优质的光传输介质，具有柔韧性高、尺寸小、受环境干扰小的特点，除了在光通信领域具有广泛应用，还常被引入测量与传感系统以提高测量性能。随着技术发展，人们将光纤器件与多普勒测量技术结合，发展出全光纤架构的多普勒测速仪。相比于自由空间架构的多普勒测速仪，全光纤多普勒测速仪具有集成度高、稳定性高、抗干扰能力强等优势。由于传统的全光纤多普勒测速仪基于线性多普勒效应，即多普勒频移只与纵向平移速度相关，因此，其无法直接对横向的旋转运动进行测量。通常情况下，传统的全光纤多普勒测速仪通过对旋转对象局部的线速度测量，来实现对旋转速度的间接获取，但这种方法在不确定旋转对象局部位置到旋转中心距离的情况下，对旋转速度测量的准确度大大降低。

随着研究者们对光场维度的探索，人们发现具有相位螺旋分布的光场能够产生一种新奇的多普勒效应，将波的频率变化与物体横向的旋转运动联系起来，即旋转多普勒效应。相位涡旋光是一种等相位面绕光束中心呈螺旋分布的特殊光场，其光斑表现为甜甜圈式的环形结构，中心是光强为零的相位奇点。近年来，基于旋转多普勒效应发展出干涉式的旋转多普勒测速仪，采用涡旋光作为探测光照射旋转待测对象，直接通过拍频信号获取旋转速度信息，有效解决了传统的干涉式激光多普勒测量技术只能间接测量旋转速度的局限。然而，自由空间干涉式的旋转多普勒测速仪的结构庞杂、灵活性差、对环境要求高且系统调试困难，在实际应用中仍存在较大的挑战。就目前而言，缺乏一种可靠且灵活的方案，提高干涉式旋转多普勒测速仪在实际场景下使用的鲁棒性。

涡旋光能够通过光纤本征的混合模式来叠加产生，且通过特殊设计的光涡旋光纤能够稳定传输涡旋光，因此采取全光纤架构来设计干涉式的旋转多普勒测速仪成为了可能。由于光纤作为光传播介质的诸多优势，采取全光纤架构来设计干涉式的旋转多普勒测速仪能够有效地解决其在实际与工程应用中的困难。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种干涉型全光纤旋转多普勒测速仪，旨在构建灵活且紧凑的系统，实现对目标物体旋转运动速度信息的直接测量，突破传统全光纤多普勒测速仪无法直接获取物体旋转速度的限制，填补相关技术的空白。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种干涉型全光纤旋转多普勒测速仪，包括：激光器、第一光纤、第一耦合器、第二耦合器、光涡旋产生器、第二光纤、发射探头、接收探头和检测装置。其中，激光器用于输出高斯光作为光源，第一光纤为单模光纤，用于传输高斯光至第一耦合器，第一耦合器为一分二型，用于将高斯光分为两束分别进入探测光路和参考光路，光涡旋产生器用于连接第一耦合器的探测光路端，将高斯光转换为涡旋光，第二光纤用于将涡旋光传输至发射探头，发射探头用于将涡旋光准直照射在旋转待测对象上，并保证探测光光斑尺寸与旋转待测对象的尺寸匹配，接收探头用于收集旋转待测对象散射的携带运动信息的信号光，并将信号光耦合至单模光纤，第二耦合器用于将信号光与第一耦合器的参考光路端的参考光合束得到干涉光场，检测装置包含光电探测器和信号处理模块，用于对干涉光场进行探测与信号处理，其中光电探测器将光信号转换成电信号，信号处理模块对电信号进行傅里叶分析，实现获取旋转待测物体的旋转运动速度信息。

优选地，光涡旋产生器可以采用耦合型光涡旋产生器、非对称连接型光涡旋产生器或光栅应力型光涡旋产生器。其中，采用耦合型光涡旋产生器，单模光纤作为输入端，少模光纤、多模光纤或光涡旋光纤作为输出端，单模光纤预拉锥匹配后，在耦合区域通过对两根光纤同时拉锥熔接实现模式的定向耦合，在输入端和输出端通过调节偏振控制器输出涡旋光；采用非对称连接型光涡旋产生器，单模光纤作为输入端，多模光纤作为输出端，在连接区域通过端对端非对称连接实现高斯基模对高阶模的激发，在输入端和输出端通过调节偏振控制器输出涡旋光；采用光栅应力型光涡旋产生器，单模光纤作为输入端，少模光纤作为输出端，在少模光纤中刻制长周期光栅实现高斯基模向高阶模的转换，在输入端和输出端通过偏振控制器调节偏振状态，并通过对输出端施加应力输出涡旋光。

优选地，耦合型光涡旋产生器为一分二型时，少模光纤、多模光纤或光涡旋光纤作为第一输出端，单模光纤作为第二输出端，第一输出端输出涡旋光进入探测光路，第二输出端输出高斯光进入参考光路，可以取代第一耦合器的使用。

优选地，第二光纤可以为与光涡旋产生器输出端同类型的光纤，也可以为与光涡旋产生器输出端不同类型的环形光纤或空气芯光纤，通过滤模获得纯度更高的涡旋光；第二光纤与光涡旋产生器输出端采用直接端对端对准焊接。

优选地，旋转待测对象可以是宏观的粗糙表面或微观的粒子。测量中，探测光以小角度照射旋转待测对象，探测光光斑中心与旋转待测对象的旋转中心对准。

优选地，发射探头可以采用透镜式或微透镜式。其中，透镜式采用宏观尺寸的透镜组，准直的探测光光斑为宏观尺寸，适用于宏观的旋转待测对象；微透镜式采用微观尺寸的光纤微球透镜，附着于光纤的输出端面，准直的探测光光斑为微观尺寸，适用于微观的旋转待测对象。

优选地，接收探头采用与发射探头相同的类型，且接收探头采用具有更大的收光孔径与数值孔径的透镜组或微球透镜，保证更大效率地接收散射光，降低信号光的耦合损耗。

优选地，第二耦合器采用二合一型，单模光纤的参考光路端和信号光路端分别作为第一输入端和第二输入端，第一输入端输入参考光，第二输入端输入信号光。在第一输入端和第二输入端分别加入偏振控制器，通过偏振控制器的调节使参考光与信号光的偏振一致，提高干涉光场的信号质量。

通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明可以实现对待测旋转对象的角速度大小进行无接触地直接测量，突破传统全光纤多普勒测速仪无法直接获取物体旋转速度的限制，并提高测量的准确度。

2、本发明采用光纤型器件，各器件小巧、易于加工且成本低廉，大大降低系统整体的复杂度。

3、本发明构建的测速仪系统灵活、结构紧凑、抗干扰能力强、装配简单、便于调试，且对不同的测量环境具有很高的鲁棒性，可广泛地适用于各类实际与工程测量场景。

4、本发明适用的待测对象范围广，可有效测量宏观尺度到微观尺度的物体的旋转速度。

5、本发明提供的测速仪与传统的干涉型光纤多普勒测速仪具有很好的兼容性，将涡旋光产生器与涡旋光光纤加入传统测速仪架构中即可，因此本发明与现有的测速仪制造工业能够很好地融合。

附图说明

图1是本发明提供的一种干涉型全光纤旋转多普勒测速仪的结构示意图；

图2是本发明提供的一种干涉型全光纤旋转多普勒测速仪的一种改进结构示意图；

图3是本发明实施例提供的干涉型全光纤旋转多普勒测速仪的工作示意图；

图4(a)是本发明实施例提供的对旋转的粗糙表面探测的原理示意图；

图4(b)是本发明实施例提供的对旋转的微粒探测的原理示意图；

图5是本发明实施例提供的一种耦合型光涡旋产生器的示意图；

图6是本发明实施例提供的一种透镜组式探头的示意图；

图7是本发明实施例提供的一种干涉型全光纤旋转多普勒测速仪的封装示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间不构成冲突就可以相互组合。

本发明提供了一种干涉型全光纤旋转多普勒测速仪，包括：激光器、第一光纤、第一耦合器、第二耦合器、光涡旋产生器、第二光纤、发射探头、接收探头和检测装置。其中，激光器用于输出高斯光作为光源，第一光纤为单模光纤，用于传输高斯光至第一耦合器，第一耦合器为一分二型，用于将高斯光分为两束分别进入探测光路和参考光路，光涡旋产生器用于连接第一耦合器的探测光路端，将高斯光转换为涡旋光，第二光纤用于将涡旋光传输至发射探头，发射探头用于将涡旋光准直照射在旋转待测对象上，并保证探测光光斑尺寸与旋转待测对象的尺寸匹配，接收探头用于收集旋转待测对象散射的携带运动信息的信号光，并将信号光耦合至单模光纤，第二耦合器用于将信号光与第一耦合器的参考光路端的参考光合束得到干涉光场，检测装置包含光电探测器和信号处理模块，用于对干涉光场进行探测与信号处理，其中光电探测器将光信号转换成电信号，信号处理模块对电信号进行傅里叶分析，实现获取旋转待测物体的旋转运动速度信息。

具体地，光涡旋产生器可以采用耦合型光涡旋产生器、非对称连接型光涡旋产生器或光栅应力型光涡旋产生器。其中，采用耦合型光涡旋产生器，单模光纤作为输入端，少模光纤、多模光纤或光涡旋光纤作为输出端，单模光纤预拉锥匹配后，在耦合区域通过对两根光纤同时拉锥熔接实现模式的定向耦合，在输入端和输出端通过调节偏振控制器输出涡旋光；采用非对称连接型光涡旋产生器，单模光纤作为输入端，多模光纤作为输出端，在连接区域通过端对端非对称连接实现高斯基模对高阶模的激发，在输入端和输出端通过调节偏振控制器输出涡旋光；采用光栅应力型光涡旋产生器，单模光纤作为输入端，少模光纤作为输出端，在少模光纤中刻制长周期光栅实现高斯基模向高阶模的转换，在输入端和输出端通过偏振控制器调节偏振状态，并通过对输出端施加应力输出涡旋光。

具体地，耦合型光涡旋产生器为一分二型时，少模光纤、多模光纤或光涡旋光纤作为第一输出端，单模光纤作为第二输出端，第一输出端输出涡旋光进入探测光路，第二输出端输出高斯光进入参考光路，可以取代第一耦合器的使用。

具体地，第二光纤可以为与光涡旋产生器输出端同类型的光纤，也可以为与光涡旋产生器输出端不同类型的环形光纤或空气芯光纤，通过滤模获得纯度更高的涡旋光；第二光纤与光涡旋产生器输出端采用直接端对端对准焊接。

具体地，旋转待测对象可以是宏观的粗糙表面或微观的粒子。测量中，探测光以小角度照射旋转待测对象，探测光光斑中心与旋转待测对象的旋转中心对准。

具体地，发射探头可以采用透镜式或微透镜式。其中，透镜式采用宏观尺寸的透镜组，准直的探测光光斑为宏观尺寸，适用于宏观的旋转待测对象；微透镜式采用微观尺寸的光纤微球透镜，附着于光纤的输出端面，准直的探测光光斑为微观尺寸，适用于微观的旋转待测对象。

具体地，接收探头采用与发射探头相同的类型，且接收探头采用具有更大的收光孔径与数值孔径的透镜组或微球透镜，保证更大效率地接收散射光，降低信号光的耦合损耗。

具体地，第二耦合器采用二合一型，单模光纤的参考光路端和信号光路端分别作为第一输入端和第二输入端，第一输入端输入参考光，第二输入端输入信号光。在第一输入端和第二输入端分别加入偏振控制器，通过偏振控制器的调节使参考光与信号光的偏振一致，提高干涉光场的信号质量。

以下结合具体实施例及附图进行说明。

如图1所示，本发明提供的一种干涉型全光纤旋转多普勒测速仪，包括：激光器1，单模光纤2，第一耦合器3，光涡旋产生器4，光涡旋光纤5，发射探头6，接收探头7，第二耦合器8和检测装置9。激光器1输出的高斯光通过单模光纤2传输到第一耦合器3被分为两路高斯光；其中，一路高斯光进入探测光路，传输到光涡旋产生器4，另一路高斯光进入参考光路，传输到第二耦合器8；光涡旋产生器4将输入的高斯光转换为涡旋光输出；光涡旋光纤5将涡旋光传输到发射探头6；发射探头6将涡旋光准直照射在旋转待测对象上，并保证探测光光斑尺寸与旋转待测对象的尺寸匹配；接收探头7收集旋转待测对象散射的携带运动信息的信号光，并将信号光耦合至单模光纤2；第二耦合器8将信号光与参考光合束得到干涉光场；检测装置对干涉光场进行探测与信号处理，实现获取待测物体的旋转运动速度信息。其中，光涡旋产生器4可以采用耦合型光涡旋产生器、非对称连接型光涡旋产生器或光栅应力型光涡旋产生器；光涡旋光纤5可以为与光涡旋产生器4输出端同类型，也可以为与光涡旋产生器4输出端不同类型的环形光纤或空气芯光纤；发射探头6和接收探头7可以采用透镜式或微透镜式，发射探头6保证探测光小角度入射旋转待测对象，且入射光的光斑中心与旋转待测对象的旋转中心对准；检测装置包括光电探测器和信号处理模块，光电探测器将光信号转换成电信号，信号处理模块电信号进行傅里叶分析。

如图2所示，本发明提供的一种干涉型全光纤旋转多普勒测速仪的一种改进，具体实施方式如下：

该装置包括：激光器1，单模光纤2，耦合型光涡旋产生器4，光涡旋光纤5，发射探头6，接收探头7，耦合器8和检测装置9。激光器1输出的高斯光通过单模光纤2传输到耦合型光涡旋产生器4被分为两路；其中，一路高斯光被转换为涡旋光并通过光涡旋光纤5进入探测光路，另外一路高斯光进入参考光路传输到第二耦合器8；光涡旋光纤5将涡旋光传输到发射探头6；发射探头6将涡旋光准直照射在旋转待测对象上，并保证探测光光斑尺寸与旋转待测对象的尺寸匹配；接收探头7收集旋转待测对象散射的携带运动信息的信号光，并将信号光耦合至单模光纤2；第二耦合器8将信号光与参考光合束得到干涉光场；检测装置对干涉光场进行探测与信号处理，实现获取待测物体的旋转运动速度信息。其中，耦合型光涡旋产生器4为一分二型，单模光纤作为输入端，少模光纤、多模光纤或光涡旋光纤作为第一输出端，单模光纤作为第二输出端，在输入端和第二输出端通过调节偏振控制器在第二输出端输出涡旋光；该改进的原理与思路上与附图1方案一致，但可以减少图1中第二耦合器3的使用。

下面介绍本发明提供的干涉型全光纤旋转多普勒测速仪的一个具体实施例，具体实施方式如下：

如图3所示是本发明实施例提供的干涉型全光纤旋转多普勒测速仪的工作示意图，其包括激光器1，单模光纤2，第一偏振控制器41，耦合性光涡旋产生器42，第二偏振控制器43，光涡旋光纤5，发射探头6，第三偏振控制器10，探测光11，旋转待测对象12，散射信号光13，接收探头7，第四偏振控制器14，第二耦合器8，光电探测器91，电缆线92和信号处理模块93。激光器1输出的高斯光通过单模光纤2传输，并经过第一偏振控制器41调整偏振态后由耦合性光涡旋产生器42分为两路；其中，一路高斯光被转换为涡旋光后通过光涡旋光纤5进入探测光路，另外一路高斯光进入参考光路传输到第三偏振控制器10；光涡旋光纤5传输涡旋光通过第二偏振控制器43后到发射探头6；发射探头6将涡旋光准直输出到自由空间作为探测光11；探测光11小角度入射到旋转待测对象12，探测光11的光斑中心与旋转待测对象12的旋转中心对准，且探测光11的光斑尺寸与旋转待测对象12的运动范围匹配；接收探头7收集来自旋转待测对象12的散射信号光13，并将散射信号光13耦合至单模光纤2；第三偏振控制器10和第四偏振控制器14分别调节参考光和信号光的偏振态至一致；第二耦合器8将信号光与参考光合束得到干涉光场；光电探测器91将干涉光场的光信号转换为电信号；电缆线92将电信号传输到信号处理模块93进行傅里叶分析，实现获取物体旋转运动的速度信息。其中，第一偏振控制器41与第二偏振控制器43调节耦合型涡旋光产生器的工作状态，获得高纯度的涡旋光输出；第三偏振控制器10与第四偏振控制器14调节参考光和信号光的偏振态至一致，获得高质量的干涉光场；该实施例的具体实施与图2介绍方案一致。

如图4(a)所示是对旋转的粗糙表面探测的原理示意图，探测光采用涡旋光，其具有螺旋结构的相位和甜甜圈式的光斑；探测光以小角度照射在旋转的粗糙表面上，且光斑中心对准粗糙表面的旋转中心；旋转的粗糙表面对探测光的散射信号光发生旋转多普勒频移，又接收探头收集的高斯基模的频移值Δf与粗糙表面旋转角速度Ω之间存在关系为Δf＝lΩ/2π，其中l为探测光的轨道角动量拓扑荷数；通过参考光与信号光的相干叠加即可在干涉光场的傅里叶频谱中检测出频移值Δf，进一步地即可推算粗糙表面的旋转角速度Ω。

如图4(b)所示是对旋转的微粒探测的原理示意图，探测光采用涡旋光，其具有螺旋结构的相位和甜甜圈式的光斑；探测光以小角度照射在旋转的微粒上，且光斑中心对准微粒的旋转中心，微粒的旋转轨迹置于探测光的环形光场中；旋转的微粒对探测光的横向相位采样，产生旋转多普勒效应；微粒散射的信号光的频移值Δf与微粒的旋转角速度Ω之间存在的关系为Δf＝lΩ/2π，其中l为探测光的轨道角动量拓扑荷数；通过参考光与信号光的相干叠加即可在干涉光场的傅里叶频谱中检测出频移值Δf，进一步地即可推算微粒的旋转角速度Ω。

如图5所示是一种耦合型光涡旋产生器的示意图，包括：输入端、第一偏振控制器、拉锥耦合区域、第二偏振控制器、第一输出端、第二输出端。其中，单模光纤作为输入端，少模光纤、多模光纤或光涡旋光纤作为第一输出端，单模光纤作为第二输出端，第一输出端和第二输出端的分光比为99：1；在拉锥耦合区域通过对两根光纤的拉锥实现高斯基模与高阶模式的定向耦合，第一偏振控制器与第二偏振控制器调节耦合型涡旋光产生器的工作状态，获得高纯度的涡旋光从第一输出端输出。

如图6所示是一种透镜组式探头的示意图，包括：光纤头、透镜组、光学窗口、内封管、外套管。光纤头为带套头的光涡旋光纤，插入内封管中，可通过胶或旋钮固定；透镜组可以选择固定焦距的透镜组，也可以选择焦距可调的透镜组；光纤头的光纤端面置于透镜组的焦点处，能够通过透镜组将光纤中的涡旋光准直发射到自由空间，或将自由空间中的光束耦合进光纤；光学窗口对于系统光波段为高透过率，并对透镜组起保护作用；外套管对整个探头内部进行保护。

如图7所示是一种干涉型全光纤旋转多普勒测速仪的封装示意图，包括：光纤光路部分和电路与控制部分。其中，光纤光路部分对各光纤器件进行连接与组装，并预留电路接口；光纤光路部分中发射探头和接收探头的位置以邻近为宜；电路与控制部分中，控制器用于控制整个系统的工作状态，信号处理与显示模块用于对光纤光路部分输出的电信号进行处理和显示测量结果，通过光纤光路部分预留的接口进行外接。

本发明不仅局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其它多种具体实施方式实施本发明，因此，凡是采用本发明的设计结构和思路，做一些简单的变化或更改的设计，都落入本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种干涉型全光纤旋转多普勒测速仪，其特征在于，包括激光器、第一光纤、第一耦合器、第二耦合器、光涡旋产生器、第二光纤、发射探头、接收探头和检测装置，所述激光器用于输出高斯光作为光源，所述第一光纤为单模光纤，用于传输高斯光至所述第一耦合器，所述第一耦合器为一分二型，用于将高斯光分为两束分别进入探测光路和参考光路，所述光涡旋产生器用于连接所述第一耦合器的探测光路端，将高斯光转换为涡旋光，光涡旋产生器为耦合型光涡旋产生器、非对称连接型光涡旋产生器或光栅应力型光涡旋产生器；采用所述耦合型光涡旋产生器，单模光纤作为输入端，少模光纤、多模光纤或光涡旋光纤作为输出端，单模光纤预拉锥匹配后，在耦合区域通过对两根光纤同时拉锥熔接实现模式的定向耦合，在输入端和输出端通过调节偏振控制器输出涡旋光；采用所述非对称连接型光涡旋产生器，单模光纤作为输入端，多模光纤作为输出端，在连接区域通过端对端非对称连接实现高斯基模对高阶模的激发，在输入端和输出端通过调节偏振控制器输出涡旋光；采用所述光栅应力型光涡旋产生器，单模光纤作为输入端，少模光纤作为输出端，在所述少模光纤中刻制长周期光栅实现高斯基模向高阶模的转换，在输入端和输出端通过偏振控制器调节偏振状态，并通过对输出端施加应力输出涡旋光；

所述第二光纤用于将涡旋光传输至所述发射探头，所述发射探头用于将涡旋光准直照射在旋转待测对象上，并保证探测光光斑尺寸与旋转待测对象的尺寸匹配，所述接收探头用于收集旋转待测对象散射的携带运动信息的信号光，并将信号光耦合至所述单模光纤，所述第二耦合器用于将信号光与所述第一耦合器的参考光路端的参考光合束得到干涉光场，所述检测装置用于对干涉光场进行探测与信号处理，实现获取旋转待测物体的旋转运动速度信息。

2.根据权利要求1所述的干涉型全光纤旋转多普勒测速仪，其特征在于，所述耦合型光涡旋产生器为一分二型时，少模光纤、多模光纤或光涡旋光纤作为第一输出端，单模光纤作为第二输出端，第一输出端输出涡旋光进入探测光路，第二输出端输出高斯光进入参考光路。

3.根据权利要求1所述的干涉型全光纤旋转多普勒测速仪，其特征在于，所述第二光纤为与所述光涡旋产生器输出端同类型的光纤，或者与所述光涡旋产生器输出端不同类型的环形光纤或空气芯光纤；所述第二光纤与所述光涡旋产生器输出端采用直接端对端对准焊接。

4.根据权利要求1所述的干涉型全光纤旋转多普勒测速仪，其特征在于，所述旋转待测对象为宏观的粗糙表面或微观的粒子；测量中，探测光以小角度照射旋转待测对象，探测光光斑中心与旋转待测对象的旋转中心对准。

5.根据权利要求1所述的干涉型全光纤旋转多普勒测速仪，其特征在于，所述发射探头采用透镜式或微透镜式；对于透镜式，采用宏观尺寸的透镜组，准直的探测光光斑为宏观尺寸，适用于宏观的旋转待测对象；对于微透镜式，采用微观尺寸的光纤微球透镜，附着于光纤的输出端面，准直的探测光光斑为微观尺寸，适用于微观的旋转待测对象。

6.根据权利要求1所述的干涉型全光纤旋转多普勒测速仪，其特征在于，所述接收探头采用与所述发射探头相同的类型，且所述接收探头采用具有更大的收光孔径与数值孔径的透镜组或微球透镜，保证更大效率地接收散射光，降低信号光的耦合损耗。

7.根据权利要求1所述的干涉型全光纤旋转多普勒测速仪，其特征在于，所述第二耦合器采用二合一型，单模光纤的参考光路端和信号光路端分别作为第一输入端和第二输入端，第一输入端输入参考光，第二输入端输入信号光；在第一输入端和第二输入端分别加入偏振控制器，通过偏振控制器的调节使参考光与信号光的偏振一致，提高干涉光场的信号质量。

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