CN114578588A - 基于声致光纤光栅的低频移全光纤移频器及外差检测系统 - Google Patents

基于声致光纤光栅的低频移全光纤移频器及外差检测系统 Download PDF

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CN114578588A
CN114578588A CN202210201416.4A CN202210201416A CN114578588A CN 114578588 A CN114578588 A CN 114578588A CN 202210201416 A CN202210201416 A CN 202210201416A CN 114578588 A CN114578588 A CN 114578588A
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曾祥龙
张正伟
徐江韬
张龙坤
滕林苹
孙建锋
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    • G01D5/32Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/344Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using polarisation

Abstract

本申请公开了基于声致光纤光栅的低频移全光纤移频器及外差检测系统,移频器包括少模光纤、偏振控制器和光纤声光单元;少模光纤用于传输LP01模式或LP11模式光束;光纤声光单元用于将光束从LP01模式转换为LP11模式,或从LP11模式转换为LP01模式,以及产生频移量;偏振控制器用于调节光束的偏振态;少模光纤在穿过光纤声光单元时需剥去涂覆层。外差检测系统包含该移频器。本申请能够同时对不同波长的激光实现低频移,技术方案简单有效,具有信噪比高,易于集成封装,成本低,使用灵活,低插损,低频移等特点,有利于实际应用。

Description

基于声致光纤光栅的低频移全光纤移频器及外差检测系统
技术领域
本申请属于激光相干探测技术领域,具体涉及基于声致光纤光栅的低频移全光纤移频器及外差检测系统。
背景技术
光相干(零差和外差)探测技术的发展使得光通信及光传感系统具有更高的灵敏度和抗干扰能力,并且相较于直接探测,相干探测技术能够将光电探测器不能直接响应的光频信号转化为频率量级较小的射频信号,因此具有更好的频率选择性,其中外差探测相对于零差探测信号的接收和处理更为简单。依托光外差技术激光通信、激光雷达、光纤陀螺、微尺度测量等领域发展迅速。
外差检测系统中经常会用到移频器,尤其是,基于拉曼-纳斯衍射或布拉格衍射原理的声光调制器(AOM),分为自由空间声光调制器和光纤耦合声光调制器,两者典型的移频量大小均在20MHz~350MHz范围。其工作机理是光栅晶体在特定频率驱动的换能器的作用下发生衍射,并且衍射光发生与驱动频率大小相等的频移。这种声光调制器具有体积大、插入损耗大、移频量固定等缺陷,同时,随着实验需求的增加,现有声光调制器不能直接产生所需更低的移频量,要获得兆赫兹级别甚至更低的移频量,往往需要用到几个声光调制器级联得到差频量,该方案不但增加了系统的成本、降低了系统的集成度和可靠性,也大大增加了插入损耗。
总而言之,声光调制器虽然被广泛的运用在各领域内,但是寻找一种低频移量,低损耗的紧凑型全光纤移频器成为研究人员关注的问题。
发明内容
本申请提出基于声致光纤光栅的低频移全光纤移频器及外差检测系统,用以解决上述问题,实现移频多样、高效率、低频移的效果。
为实现上述目的,本申请提供了如下方案:
基于声致光纤光栅的低频移全光纤移频器,包括少模光纤、偏振控制器和光纤声光单元;
所述少模光纤用于传输LP01模式光束或LP11模式光束;
所述光纤声光单元用于将所述LP11模式光束转换为LP01模式光束;
所述偏振控制器用于调节所述LP11模式光束的偏振态;
所述少模光纤在穿过所述光纤声光单元时需剥去涂覆层。
可选的,所述光纤声光单元包括自上而下顺次连接的超声聚能器、振动发生装置和吸声衬底,所述振动发生装置还连接有任意波形发生器;
所述任意波形发生器用于产生射频信号,所述射频信号用于驱动所述振动发生装置在垂直方向产生超声振动;
所述吸声衬底用于吸收所述射频信号的反向振动,使所述超声振动沿所述超声聚能器单向传输;
所述超声聚能器的底部与所述振动发生装置相连,所述超声聚能器的顶部与剥去涂覆层的所述少模光纤相连,所述超声聚能器用于将所述超声振动汇聚在所述超声聚能器与所述少模光纤的连接处。
可选的,所述超声聚能器为铝锥;
去除涂覆层的所述少模光纤与所述铝锥的顶部相连;
所述移频器还包括长周期光纤光栅;
所述长周期光纤光栅用于将所述LP01模式光束转换为LP11模式光束;
所述光纤声光单元用于将所述LP11模式光束转换为LP01模式光束;
所述少模光纤是所述长周期光纤光栅和所述光纤声光单元的载体,并且穿过所述偏振控制器。
可选的,所述超声聚能器为铝锥;
去除涂覆层的所述少模光纤与所述铝锥的顶部相连;
所述移频器还包括第二光纤声光单元;
所述第二光纤声光单元与所述光纤声光单元结构相同;
所述第二光纤声光单元用于将所述LP01模式光束转换为LP11模式光束;
所述光纤声光单元用于将所述LP11模式光束转换为LP01模式光束;
所述少模光纤是所述第二光纤声光单元和所述光纤声光单元的载体,并且穿过所述偏振控制器。
可选的,所述超声聚能器为铝制三棱柱;
所述铝制三棱柱水平放置,所述金属棱柱的一个侧面与所述振动发生装置相连,与该侧面相对的棱边与所述少模光纤相连;
所述少模光纤以往返折叠的形式与所述铝制三棱柱、振动发生装置、吸声衬底和任意波形发生器连续构成若干个所述光纤声光单元;
在每两个所述光纤声光单元的中间,所述少模光纤均穿过一次所述偏振控制器。
可选的,所述振动发生装置采用压电陶瓷。
可选的,所述吸声衬底采用金属材质。
可选的,所述基模光束的波长与射频信号的频率的关系为:
Figure BDA0003529460670000041
01=2πn01/λ和β11=2πn11/λ),
其中,Λ为超声波在光纤中形成周期性折射率调制的周期,LB为LP01模式和LP11模式之间的拍长,R为声光作用区域光纤半径,Cext表示超声波在光纤介质的传播速度,f表示射频信号的频率,β01和β11分别表示LP01模式和LP11模式的传播常数,n和λ分别表示折射率和波长。
另一方面,本申请还公开了基于声致光纤光栅的低频移全光纤移频器的外差检测系统,除上述移频器,所述外差检测系统还包括单模光纤、可调谐窄线宽激光器、分束器、偏振控制器、光纤环形器、前镀膜反射镜、振动单元、合束器、光电探测器、示波器;
所述可调谐窄线宽激光器、所述分束器、所述偏振控制器和所述光纤环形器顺次连接;
所述前镀膜反射镜与所述振动单元相连;
所述光纤环形器的输出端与所述合束器的一个输入端连接;
所述分束器的另一端口还与所述频移器和所述合束器另一个输入端顺次连接;
所述合束器的输出端与所述光电探测器连接;
所述光电探测器与所述示波器连接;
所述可调谐窄线宽激光器、所述分束器、所述偏振控制器、所述光纤环形器、所述合束器、所述光电探测器和所述频移器之间均通过所述单模光纤连接;
所述振动单元包括顺次接触的前镀膜反射镜、振动发生装置和吸声衬底,所述振动发生装置还连接有任意波形发生器相连。
本申请的有益效果为:
本申请公开了基于声致光纤光栅的低频移全光纤移频器及外差检测系统,利用声光相互作用原理,光矢量和声矢量以特定的方式叠加,使得光信号发生上频移或者下频移。本申请技术方案能够同时对不同波长的激光实现低频移,技术方案简单有效,具有信噪比高,易于集成封装,成本低,使用灵活,低插损,低频移等特点,有利于实际应用。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案,下面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是本申请的一些实施例,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为本申请实施例一的基于声致光纤光栅的低频移全光纤移频器的结构示意图;
图2为本申请实施例一的f-k矢量演变示意图,其中(a)为第一方案的f-k矢量演变示意图,(b)为第二方案的f-k矢量演变示意图,(c)为第三方案的f-k矢量演变示意图;
图3为本申请实施例一的模式演变示意图;
图4为本申请实施例一中的第一方案移频器结构传输谱;
图5为本申请实施例二的基于声致光纤光栅的低频移全光纤移频器的外差检测系统结构示意图;
图6为本申请实施例二的在采用第三方案时示波器得到的频谱和波形图。
附图标记
1、长周期光纤光栅;2、少模光纤;3、偏振控制器;4、光纤声光单元;5、铝锥;6、振动发生装置;7、吸声衬底;8、任意波形发生器;9、铝制三棱柱;10、可调谐窄线宽激光器;11、单模光纤;12、分束器;13、光纤环形器;131、光纤环形器的一端口;132、光纤环形器的二端口;133、光纤环形器的三端口;14、前镀膜反射镜;15、合束器;16、光电探测器;17、示波器;41、第二光纤声光单元。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
为使本申请的上述目的、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申请作进一步详细的说明。
实施例一
本实施例一的基于声致光纤光栅的低频移全光纤移频器,包括少模光纤2、偏振控制器3和光纤声光单元4。其中,少模光纤2用于传输LP01模式光束或LP11模式光束,光纤声光单元4用于将光束从LP11模式转换为LP01模式,偏振控制器3用于调节光束的偏振态,获得更高的转换效率,降低插入损耗。
在本实施例一中,光纤声光单元4是实现光束移频模式转换的关键,其实质上是一种长周期光栅,称之为声致光纤光栅,也可以单独作为模式转换器件使用。所以首先介绍该光纤声光单元4。
在本实施例一中,光纤声光单元4包括自上而下顺次连接的超声聚能器、振动发生装置6和吸声衬底7,振动发生装置6还和任意波形发生器8相连。
具体的,任意波形发生器8用于产生射频信号,射频信号用于驱动振动发生装置6在垂直方向产生超声振动,吸声衬底7用于吸收射频信号的反向振动,使超声振动沿超声聚能器单向传输,超声聚能器的底部与振动发生装置6连接,超声聚能器的顶部与剥去涂覆层的少模光纤2接触,超声聚能器用于将超声振动汇聚在超声聚能器与少模光纤2的连接处,少模光纤2在穿过光纤声光单元4时需剥去涂覆层,以保证超声振动在声光作用区无阻碍的传播。
在本实施例一中,振动发生装置6使用压电陶瓷作为产生超声振动的压电材料,吸声衬底7应为厚实金属材料,常用方形铜板,超声聚能器采用铝锥5或铝制三棱柱9。
在本实施例一中,基模光束的波长为1550nm,但不仅限于1550nm,波长与射频信号的频率存在对应关系,只要满足相位匹配条件:
Figure BDA0003529460670000081
01=2πn01/λ和β11=2πn11/λ),
均可以在相应波长实现频移。其中,Λ为超声波在光纤中形成周期性折射率调制的周期,LB为LP11模式和LP01模式之间的拍长,R为声光作用区域光纤半径,Cext表示超声波在光纤介质的传播速度,f表示射频信号的频率,在本实施例一中,采用0.916MHz,对应1550nm工作波长,β01和β11分别表示LP01模式和LP11模式的传播常数,n和λ分别表示折射率和波长。
基于光纤声光单元4结构特性,本实施例一中的移频器共有三种组合方案,如图1所示。下面分别介绍:
如图1中的第一方案,光纤声光单元4中的超声聚能器采用铝锥5,在少模光纤2上制作长周期光纤光栅1,可由二氧化碳激光器在一段中间剥掉涂覆层的少模光纤2上写入光栅制成,长周期光纤光栅1输入端与待移频光束相连,输出端通过偏振控制器3并与光纤声光单元4连接,光纤声光单元4作为声光作用区域,长度在15cm左右,去除涂覆层的少模光纤2与铝锥5的顶部相连。
入射光(LP01模式)从长周期光纤光栅1输入端入射,在长周期光纤光栅1的作用下被转换成LP11模式,然后进入到上述光纤声光单元4,在声光作用区LP11模式再被转换回LP01模式,同时伴随着上频移,频移量与所加射频信号频率相等。
如图1中的第二方案,采用第二光纤声光单元41替代第一方案中的长周期光纤光栅1,第二光纤声光单元41与光纤声光单元4结构相同,两个光纤声光单元中的超声聚能器均采用铝锥5,少模光纤2被剥去两段涂覆层,分别作为第二光纤声光单元41和光纤声光单元4的一部分,去除涂覆层的少模光纤2均与铝锥5的顶部相连;中间部分保留涂覆层作为缓冲区域,同时通过偏振控制器3调节光纤中光束的偏振态。
该方案使用了两个光纤声光单元即有两段声光作用区:其中第一段声光作用区,入射光(LP01模式)传播方向与声波传播方向相反,且光束从LP01模式转换成LP11模式,入射光经第一段声光作用区发生上频移,频移量与所加射频信号的频率大小相等;第二段声光作用区光束从LP11模式再被转换成LP01模式,光束传播方向与声波传播方向相同,频率再次上移后出射,出射光相较于入射光产生了两倍于射频信号频率的上频移。
如图1中的第三方案,使用铝制三棱柱9作为超声聚能器,铝制三棱柱9水平放置,其一侧面与振动发生装置6接触,与该侧面相对的棱边与少模光纤2相连;少模光纤2以往返折叠的形式连续构成多个所述光纤声光单元,在本实施例一中,少模光纤2被剥去四段长度相等的涂覆层,依次粘在三棱柱的同一条棱上,少模光纤2在每两个光纤声光单元4的中间,均穿过一次偏振控制器3,由此,在同一个铝制三棱柱的棱边上与少模光纤2多次接触,可以同时对多根光纤施加超声振动。射频信号驱动振动发生装置6,使四段声光作用区域同时作用,出射光束相对于入射光束产生了四倍于射频信号频率的上频移。
图2中(a)(b)(c)分别表示第一、二、三方案中频率和波矢的演变,现以图2(b)所示的第二方案为例进行说明,基模(LP01模式)光束经过第一段声光作用区域被耦合成LP11模式,同时伴随着频率上移,声波矢量方向和光波相反,处于LP11模式的光束再经过第二段声光作用区域被耦合回到LP01模式,同时频率上移与第一段相同的频率,声波矢方向和光波同向,光束实现了两倍于声频率的上频移。另外两种方案演变方式与此类似。
一束基模(LP01模式)的光束,经过第一和第二方案模式在LP01和LP11之间发生了两次切换之后回到LP01模式,不同的是第一方案只有一段声光作用区,第二方案有两段声光作用区,因此两者的频移量分别为fRF和2fRF,fRF对应射频信号频率,第三方案则发生四次模式切换,频移量为4fRF,具体模式演变过程如图3所示。
图4中实线表示了第一方案中对应中心波长1550nm时的传输谱,其插入损耗为3.9dB,3-dB带宽为15nm,并且该结构还可以看作伴有低频移的带通滤波器,旁瓣抑制比为9.2dB,通过调节偏振控制器3,可以调节该结构的插损和旁瓣抑制比。此外该结构可以改变中心波长,如图中虚线所示,波长调谐范围超过100nm。
实施例二
如图5所示,为本申请实施例二的基于声致光纤光栅的低频移全光纤移频器的外差检测系统,除图1器件外还包括单模光纤11、可调谐窄线宽激光器10、分束器12、偏振控制器3、光纤环形器13、前镀膜反射镜14、振动单元、合束器15、光电探测器16、示波器17。
具体的,可调谐窄线宽激光器10、分束器12、偏振控制器3和光纤环形器13顺次连接;前镀膜反射镜14与振动单元相连;光纤环形器13的输出端与合束器15的一个输入端连接;分束器12的另一端口还与频移器和合束器15另一个输入端相连;合束器15的输出端与光电探测器16连接;光电探测器16与示波器17连接;可调谐窄线宽激光器10、分束器12、偏振控制器3、光纤环形器13、合束器15、光电探测器16和频移器之间均通过单模光纤11连接;振动单元包括顺次连接的前镀膜反射镜14、振动发生装置6和吸声衬底7,振动发生装置6还与任意波形发生器8相连。
在本实施例二中,可调谐窄线宽激光器10出射光波长与光纤声光单元4谐振波长(1550nm)一致;分束器12为50:50分光耦合器,或根据需要选择合适的分束比例;光纤环形器13包含三个端口:光纤环形器的一端口131、光纤环形器的二端口132和光纤环形器的三端口133;前镀膜反射镜14反射波段应包含1550nm波长,镀膜材料可以是金、银或其他高反材料。前镀膜反射镜14与振动单元相连,也可以直接依附在待测振动源表面。
可调谐窄线宽激光器10输出一束波长为1550nm的基模(LP01模式)光束,经分束器12分成两部分,第一部分从光纤环形器的一端口131射入,再经光纤环形器的二端口132垂直射向前镀膜反射镜14,当反射镜依附物体发生振动,反射光束便能携带振动信息从光纤环形器的二端口132返回光纤环形器13,之后从光纤环形器的三端口133进入合束器15;另一部分直接进入图1三种移频方案中的一种,获得上频移后的光束模式相较于移频前没有发生改变,之后该光束经合束器15和上述第一部分光束汇合。输出的光束经光电探测器16完成光电转换,连接示波器17记录信号。
为了验证移频器的移频效果及时间稳定性,本实施例二的外差检测系统得到拍频频谱图和波形图如图6所示,现仅以第三方案中的移频结构作为参考。
具体步骤:开启可调谐窄线宽激光器10,调至1550nm波长,不开启与前镀膜反射镜14相连的振动单元,并且将其固定在光学隔振平台,开启第三方案中任意波形发生器8,输出射频信号为0.916MHz正弦信号,打开示波器17,调整两路光束中的偏振控制器3,直至示波器17中显示稳定的正弦波信号。用示波器17的频谱分析功能,可以得到如图6所示频谱信号。
图6所示移频量对应四倍射频信号频率即3.66MHz,另外,通过调节第三方案中的两个偏振控制器3还可以得到一倍、两倍或者三倍于射频信号的移频量,即0.916MHz、1.83MHz或2.75MHz的移频量,这种灵活性也是另外两种方案所不具备的。
经过上述验证,可以看出,本实施例一的基于声致光纤光栅的低频移全光纤移频器,利用声光相互作用原理,光矢量和声矢量以特定的方式叠加,使得光信号发生上频移或者下频移,最终发生上频移还是下频移取决于模式间耦合的方向以及声波相对于光的传播方向,本实施例一、二所涉及到的皆为上频移。第一方案配合长周期光纤光栅,对于1550nm中心波长其3-dB带宽为15nm,并且能够同时对不同波长的激光实现低频移,扩大了方案的使用范围。出射光束相对于入射光模式没有发生变化,而且上频移量与所加射频信号(声信号)频率相同,方案简单有效,信噪比高;第二方案存在两段声光作用区,移频量为两倍的射频信号频率,两段声光作用区集成在同一根光纤上没有连接破坏,大大降低了该方案的插入损耗;第三方案,利用一套信号发生装置实现四段声光作用,使移频量再次倍增的同时没有增加装置的复杂程度,实际操作中,通过调节第三方案中的两个偏振控制器3,还可以实现一倍、两倍、三倍于射频信号的频移,增加了器件使用的灵活性。
以上所述的实施例仅是对本申请优选方式进行的描述,并非对本申请的范围进行限定,在不脱离本申请设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本申请的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本申请权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.基于声致光纤光栅的低频移全光纤移频器,其特征在于,包括少模光纤(2)、偏振控制器(3)和光纤声光单元(4);
所述少模光纤(2)用于传输LP01模式光束或LP11模式光束;
所述光纤声光单元(4)用于将所述LP11模式光束转换为LP01模式光束;
所述偏振控制器(3)用于调节所述LP11模式光束的偏振态;
所述少模光纤(2)在穿过所述光纤声光单元(4)时需剥去涂覆层。
2.根据权利要求1所述的基于声致光纤光栅的低频移全光纤移频器,其特征在于,所述光纤声光单元(4)包括自上而下顺次连接的超声聚能器、振动发生装置(6)和吸声衬底(7),所述振动发生装置(6)还连接有任意波形发生器(8);
所述任意波形发生器(8)用于产生射频信号,所述射频信号用于驱动所述振动发生装置(6)在垂直方向产生超声振动;
所述吸声衬底(7)用于吸收所述射频信号的反向振动,使所述超声振动沿所述超声聚能器单向传输;
所述超声聚能器的底部与所述振动发生装置(6)相连,所述超声聚能器的顶部与剥去涂覆层的所述少模光纤(2)相连,所述超声聚能器用于将所述超声振动汇聚在所述超声聚能器与所述少模光纤(2)的连接处。
3.根据权利要求2所述的基于声致光纤光栅的低频移全光纤移频器,其特征在于,所述超声聚能器为铝锥(5);
去除涂覆层的所述少模光纤(2)与所述铝锥(5)的顶部相连;
所述移频器还包括长周期光纤光栅(1);
所述长周期光纤光栅(1)用于将所述LP01模式光束转换为LP11模式光束;
所述光纤声光单元(4)用于将所述LP11模式光束转换为LP01模式光束;
所述少模光纤(2)是所述长周期光纤光栅(1)和所述光纤声光单元(4)的载体,并且穿过所述偏振控制器(3)。
4.根据权利要求2所述的基于声致光纤光栅的低频移全光纤移频器,其特征在于,所述超声聚能器为铝锥(5);
去除涂覆层的所述少模光纤(2)与所述铝锥(5)的顶部相连;
所述移频器还包括第二光纤声光单元(41);
所述第二光纤声光单元(41)与所述光纤声光单元(4)结构相同;
所述第二光纤声光单元(41)用于将所述LP01模式光束转换为LP11模式光束;
所述光纤声光单元(4)用于将所述LP11模式光束转换为LP01模式光束;
所述少模光纤(2)是所述第二光纤声光单元(41)和所述光纤声光单元(4)的载体,并且穿过所述偏振控制器(3)。
5.根据权利要求2所述的基于声致光纤光栅的低频移全光纤移频器,其特征在于,所述超声聚能器为铝制三棱柱(9);
所述铝制三棱柱(9)水平放置,所述金属棱柱的一个侧面与所述振动发生装置(6)相连,与该侧面相对的棱边与所述少模光纤(2)相连;
所述少模光纤(2)以往返折叠的形式与所述铝制三棱柱(9)、振动发生装置(6)、吸声衬底(7)和任意波形发生器(8)连续构成若干个所述光纤声光单元(4);
在每两个所述光纤声光单元(4)的中间,所述少模光纤(2)均穿过一次所述偏振控制器(3)。
6.根据权利要求2所述的基于声致光纤光栅的低频移全光纤移频器,其特征在于,所述振动发生装置(6)采用压电陶瓷。
7.根据权利要求2所述的基于声致光纤光栅的低频移全光纤移频器,其特征在于,所述吸声衬底(7)采用金属材质。
8.根据权利要求2所述的基于声致光纤光栅的低频移全光纤移频器,其特征在于,所述基模光束的波长与射频信号的频率的关系为:
Figure FDA0003529460660000031
01=2πn01/λ和β11=2πn11/λ),
其中,Λ为超声波在光纤中形成周期性折射率调制的周期,LB为LP01模式和LP11模式之间的拍长,R为声光作用区域光纤半径,Cext表示超声波在光纤介质的传播速度,f表示射频信号的频率,β01和β11分别表示LP01模式和LP11模式的传播常数,n和λ分别表示折射率和波长。
9.基于声致光纤光栅的低频移全光纤移频器的外差检测系统,包括权利要求1-8任一项所述的移频器,其特征在于,所述外差检测系统还包括单模光纤(11)、可调谐窄线宽激光器(10)、分束器(12)、偏振控制器(3)、光纤环形器(13)、前镀膜反射镜(14)、振动单元、合束器(15)、光电探测器(16)、示波器(17);
所述可调谐窄线宽激光器(10)、所述分束器(12)、所述偏振控制器(3)和所述光纤环形器(13)顺次连接;
所述前镀膜反射镜(14)与所述振动单元相连;
所述光纤环形器(13)的输出端与所述合束器(15)的一个输入端连接;
所述分束器(12)的另一端口还与所述频移器和所述合束器(15)另一个输入端顺次连接;
所述合束器(15)的输出端与所述光电探测器(16)连接;
所述光电探测器(16)与所述示波器(17)连接;
所述可调谐窄线宽激光器(10)、所述分束器(12)、所述偏振控制器(3)、所述光纤环形器(13)、所述合束器(15)、所述光电探测器(16)和所述频移器之间均通过所述单模光纤(11)连接;
所述振动单元包括顺次接触的前镀膜反射镜(14)、振动发生装置(6)和吸声衬底(7),所述振动发生装置(6)还连接有任意波形发生器(8)相连。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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