CN202648798U - 基于谐振腔的光谱探测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种基于谐振腔的光谱探测装置，包括：入射准直透镜，用于将待测的入射光耦合入光纤；可调谐F-P干涉仪，其通过调谐其腔长在选择部分来自所述入射准直透镜光波通过；F-P标准具，用于提取来自所述可调谐F-P干涉仪中特定频率的光波；第一光电二极管，用于将光波转化为电信号；功率测量模块，用于采样并储存光功率数据；第二光电二极管，用于将光波转化为电信号；波长解调模块，采样来自第二光电二极管的电信号并从光功率数据中解调得到波长数据。本实用新型避免了使用体积较大的迈克耳逊干涉仪和光栅-图像传感器结构，从而实现了光频率选择，且可以在很小的幅度上调谐谐振腔的腔长，避免了采用活动部件所产生的技术问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于谐振腔的光谱探测装置，属于光谱探测领域，可以应用于物质的吸收光谱的测定、光通信和光纤传感等领域。
背景技术
光谱技术是一项融合光学、光谱学、精密机械、电子技术以及计算机技术于一体的高新科技，其能够获得被测目标的空间维和光谱维的丰富讯息，因此在航空航天遥感、科学实验、工业、农业、地质、海洋、安全等方面具有极其重要的应用价值，被誉为光学仪器发展史中的一次大飞跃。测定光谱的现有技术目前主要有两类。一类是将不同波长的光波分布在不同的空间方向上，其中常见的分光元件是棱镜和光栅。另一类是将不同波长的光波在时间上分开，其中常见的是傅里叶变换光谱仪，可以利用迈克耳逊干涉仪或者马赫-曾德干涉仪实现。
在先技术之一，利用光栅将不同波长的光波分散到不同的空间方向，利用线性探测器阵列或者线性图象传感器(如CCD或者CMOS图像传感器)探测不同波长光波的功率，由此得到待测光谱。这种方法的优点是：响应速度快，波长分辨率也可以很高。缺点主要在于探测器和光栅之间需要较大的距离，因而导致机械加工困难，设备庞大笨重，而且价格昂贵。
在先技术之二，将光波导入一个迈克耳逊或者马赫-曾德干涉仪，输出的光波是两臂中传输的光波的相干光，其功率是波长和相位差的函数。通过调节一条光臂的长度，改变相位差，可以得到光功率随腔长的变化。而光谱与这个信号的关系正好是余弦傅里叶变换，因此，通过求解逆傅里叶变换，可以得到待测光谱。这种方法的优点是，光谱探测范围和波长分辨率都很高。缺点是：非常耗费时间，不能够测量变化较快的光谱；具有运动部件，对机械加工的要求也很高；设备也庞大而昂贵。因此如何克服现有技术中上述技术问题，成为本 领域普通技术人员努力的方向。
发明内容
本实用新型目的是提供一种基于谐振腔的光谱探测装置，避免了使用体积较大的迈克耳逊干涉仪和光栅-图像传感器结构，而实现光频率选择；且可以在很小的幅度上调谐谐振腔的腔长，避免了采用活动部件所产生的技术问题。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于谐振腔的光谱探测装置，包括：
入射准直透镜，用于将待测的入射光耦合入光纤；
可调谐F-P干涉仪，其通过调谐其腔长在选择部分来自所述入射准直透镜光波通过；
F-P标准具，用于提取来自所述可调谐F-P干涉仪中特定频率的光波；
第一光电二极管，连接到所述光纤环行器第一输出端口，用于将光波转化为电信号；
功率测量模块，根据来自第一光电二极管的电信号计算光功率，采样并储存光功率数据；
第二光电二极管，连接到所述光纤环行器第二输出端口，用于将光波转化为电信号；
波长解调模块，采样来自第二光电二极管的电信号并从光功率数据中解调得到波长数据。
上述技术方案中进一步改进的技术方案如下：
作为优选，一光带阻滤波器位于所述光纤环行器和第一光电二极管之间，其阻带与待测光波的频率范围错开。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点和效果：
1、本实用新型利用两个体积很小的谐振腔实现了光频率选择的功能，避免了使用体积较大的迈克耳逊干涉仪，或者是光栅-图像传感器结构中较长的自由空间传播距离。
2、本实用新型在扫描光频率的过程中只需要在很小的幅度上调谐谐振腔的腔长。因此可以采用电光调制等手段，避免了采用活动部件所造成的问题。
附图说明
图1本实用新型基于谐振腔的光谱探测装置结构示意图。
以上附图中：1、入射准直透镜；2、可调谐F-P干涉仪；3、F-P标准具；4、光纤环行器；5、光带阻滤波器；6、第一光电二极管；7、功率测量模块；8、第二光电二极管；9、波长解调模块。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
实施例：一种基于谐振腔的光谱探测装置，如附图1所示，包括：
入射准直透镜1，用于将待测的入射光耦合入光纤；
可调谐F-P干涉仪2，其通过调谐其腔长在选择部分来自所述入射准直透镜光波通过；
F-P标准具3，用于提取来自所述可调谐F-P干涉仪2中特定频率的光波；
光纤环行器4，此光纤环行器4输入端口与所述F-P标准具3之间传输光波，此光纤环行器4第2端口，此光纤环行器4第3端口；
第一光电二极管6，连接到所述光纤环行器4第一输出端口，用于将光波转化为电信号；
功率测量模块7，根据来自第一光电二极管6的电信号计算光功率，采样并储存光功率数据；
第二光电二极管8，连接到所述光纤环行器4第二输出端口，用于将光波转化为电信号；
波长解调模块9，采样来自第二光电二极管8的电信号并从光功率数据中解调得到波长数据。
一光带阻滤波器5位于所述光纤环行器4和第一光电二极管6之间，其阻带与待测光波的频率范围错开。
采用上述基于谐振腔的光谱探测装置时，利用两个体积很小的谐振腔实现了光频率选择的功能，避免了使用体积较大的迈克耳逊干涉仪，或者是光栅-图像传感器结构中较长的自由空间传播距离；其次，在扫描光频率的过程中只需要在很小的幅度上调谐谐振腔的腔长，因此可以采用电光调制等手段，避免了采用活动部件所造成的问题。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种基于谐振腔的光谱探测装置，其特征在于：包括：
入射准直透镜(1)，用于将待测的入射光耦合入光纤；
可调谐F-P干涉仪(2)，其通过调谐其腔长在选择部分来自所述入射准直透镜光波通过；
F-P标准具(3)，用于提取来自所述可调谐F-P干涉仪(2)中特定频率的光波；
光纤环行器(4)，此光纤环行器(4)输入端口与所述F-P标准具(3)之间传输光波；
第一光电二极管(6)，连接到所述光纤环行器(4)第一输出端口，用于将光波转化为电信号；
功率测量模块(7)，根据来自第一光电二极管(6)的电信号计算光功率，采样并储存光功率数据；
第二光电二极管(8)，连接到所述光纤环行器(4)第二输出端口，用于将光波转化为电信号；
波长解调模块(9)，采样来自第二光电二极管(8)的电信号并从光功率数据中解调得到波长数据。
2.根据权利要求1所述的光谱探测装置，其特征在于：一光带阻滤波器(5)位于所述光纤环行器(4)和第一光电二极管(6)之间，其阻带与待测光波的频率范围错开。
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| CN 201220093535 CN202648798U (zh) | 2012-03-14 | 2012-03-14 | 基于谐振腔的光谱探测装置 |
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| CN (1) | CN202648798U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112666137A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-04-16 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种基于fp干涉仪的lif测量荧光信号窄带滤光系统及方法 |
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2012
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