CN217585826U - 一种双通道干涉仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双通道干涉仪，包括沿入射光方向设置的将偏振光束分为第一光束与第二光束的非偏振分光棱镜；沿第一光束方向依次设置的第一偏振分光棱镜、第一保偏旋转器；沿第二光束方向依次设置的反射镜、第二偏振分光棱镜、第二保偏旋转器；所述第一保偏旋转器与第二保偏旋转器之间通过光纤环相连；所述第一偏振分光棱镜与第二偏振分光棱镜的输出端均设有探测器。本实用新型光源发出的偏振光束被非偏振分光棱镜分成两束光后，分别经过偏振分光棱镜和保偏旋转器，干涉光束由偏振分光棱镜反射输出，由两个探测器接收，两个探测器接收到了光源发出的全部光信号，探测灵敏度更高，损耗低。

Description

一种双通道干涉仪

技术领域

本实用新型涉及光纤通讯光纤陀螺技术领域，尤其涉及一种双通道干涉仪。

背景技术

光纤陀螺即光纤角速度传感器，它是各种光纤传感器中最有希望推广应用的一种。光纤陀螺成本低、维护简便，正在许多已有系统上替代机械陀螺，从而大幅度提高系统的性能、降低和维护系统成本。为了提高陀螺的性能，人们提出了各种解决办法，包括对光纤陀螺组成元器件的改进，以及用信号处理的方法的改进等。现在，光纤陀螺已充分发挥了其质量轻、体积小、成本低、精度高、可靠性高等优势，正逐步替代其他型陀螺。

光纤陀螺的工作原理是基于萨格纳克(Sagnac)效应。萨格纳克效应是相对惯性空间转动的闭环光路中所传播光的一种普遍的相关效应，即在同一闭合光路中从同一光源发出的两束特征相等的光，以相反的方向进行传播，最后汇合到同一探测点。即沿闭合光路相向传播的光波返回到起始点干涉后，干涉信号的相位差正比于闭合光路敏感轴的输入角速度。

若绕垂直于闭合光路所在平面的轴线，相对惯性空间存在着转动角速度，则正、反方向传播的光束走过的光程不同，就产生光程差，其光程差与旋转的角速度成正比。因而只要知道了光程差及与之相应的相位差的信息，即可得到旋转角速度。

现有的一种干涉型光纤陀螺的基本原理光路如图1所示，由光源、探测器、分束器、准直透镜和光纤线圈构成。从光源发出的光波被分束器分为两束，一束透射过分束器后经准直透镜耦合进光纤线圈后顺时针传播，由光纤线圈出射后经准直透镜准直后透射过分束器。另一束被分束器反射后经准直透镜耦合进光纤线圈后逆时针传播，由光纤线圈出射后经准直透镜准直后被分束器反射。两束光会合后产生干涉信号，干涉信号的强度随光纤线圈法向的输入角速度变化而变化，通过探测器检测干涉信号的强度变化，可以获得输入的角速度变化。这种结构中，探测器只接收到了光源发出的光信号一半信号，损耗高。

实用新型内容

一、要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本实用新型提供一种双通道干涉仪，通过两个探测器接收光源发出的全部光信号，探测灵敏度更高，损耗低。

二、技术方案

为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：

一种双通道干涉仪，其特征在于：包括

沿入射光方向设置的将偏振光束分为第一光束与第二光束的非偏振分光棱镜；

沿第一光束方向依次设置的第一偏振分光棱镜、第一保偏旋转器；

沿第二光束方向依次设置的反射镜、第二偏振分光棱镜、第二保偏旋转器；

所述第一保偏旋转器与第二保偏旋转器之间通过光纤环相连；

所述第一偏振分光棱镜与第二偏振分光棱镜的输出端均设有探测器。

进一步的，所述第一保偏旋转器包括第一磁光晶体和第一波片。

进一步的，所述第一磁光晶体靠近第一偏振分光棱镜设置；所述第一波片与光纤环相连。

进一步的，所述第二保偏旋转器包括第二磁光晶体和第二波片。

进一步的，所述第二磁光晶体靠近第二偏振分光棱镜设置；所述第二波片与光纤环相连。

三、有益效果

本实用新型的有益效果是：光源发出的偏振光束被非偏振分光棱镜分成两束光后，分别经过偏振分光棱镜和保偏旋转器，干涉光束由偏振分光棱镜反射输出，由两个探测器接收，两个探测器接收到了光源发出的全部光信号，探测灵敏度更高，损耗低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是现有的一种干涉型光纤陀螺的基本原理光路图；

图2是本实用新型实施例一的双通道干涉仪光路原理示意图；

图3是本实用新型偏振光旋转原理图；

【附图标记说明】

11-光源、21-非偏振分光棱镜、31-反射镜、41-第一偏振分光棱镜、42-第二偏振分光棱镜、51-第一磁光晶体、61-第一波片、52-第二磁光晶体、62-第二波片、71-光纤环、81-第一探测器、82-第二探测器。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一，请参照图2-3所示：

本实用新型公开了一种双通道干涉仪，沿入射光T方向设置的将偏振光束分为第一光束T1与第二光束T2的非偏振分光棱镜21；

沿第一光束T1方向依次设置的第一偏振分光棱镜41、第一保偏旋转器；

沿第二光束T2方向依次设置的反射镜31、第二偏振分光棱镜42、第二保偏旋转器；

所述第一保偏旋转器与第二保偏旋转器之间通过光纤环71相连；

所述第一偏振分光棱镜41与第二偏振分光棱镜42的输出端均设有探测器。探测器包括与第一偏振分光棱镜41对应设置的第一探测器81，与第二偏振分光棱镜42对应设置的第二探测器82。

本实用新型的一实施例中，所述第一保偏旋转器包括第一磁光晶体51和第一波片61。

本实用新型的一实施例中，所述第二保偏旋转器包括第二磁光晶体52和第二波片62。

本实用新型的一实施例中，光源11发出的入射光T为偏振光束。

图2是本实用新型实施例一的双通道干涉仪光路原理示意图，如图2所示：从光源11发出的偏振光(入射光T)被非偏振分光棱镜21分为两束T1和T2，一光束T1到达第一偏振分光棱镜41，另一光束T2后经反射镜31反射后到达第二偏振分光棱镜42，光束T1和T2是频率相同的两束光，进入光纤环71后沿相反方向传输形成驻波，干涉后的光束分别由第一偏振分光棱镜41和第二偏振分光棱镜42反射输出由第一探测器81和第二探测器82接收。光束T1经第一偏振分光棱镜41透射后，经过第一磁光晶体51和第一波片61，偏振方向发生90度的旋转，然后耦合进光纤环71后顺时针传播，由光纤环71出射后的干涉光束经过第二波片62和第二磁光晶体52，光束偏振方向不变，经第二偏振分光棱镜42反射输出，之后由第二探测器82接收。另一光束T2经第二偏振分光棱镜42透射后，经过第二磁光晶体52和第二波片62，偏振方向发生90度的旋转，然后耦合进光纤环71后逆时针传播，由光纤环71出射后的干涉光束经过第一波片61和第一磁光晶体51，光束偏振方向不变，经第一偏振分光棱镜41反射输出，之后由第一探测器81接收。

图3是本实用新型偏振光旋转原理图，如图3所示：非偏振分光棱镜21分成的两束T1和T2光束，偏振方向以平行方向说明，平行方向的光束T1经过磁光晶体后顺时针旋转45度，再经过波片后继续顺时针旋转45度，因此光束的方向顺时针旋转了90度，变为垂直方向的偏振光束；垂直方向的光束经过波片后逆时针旋转45度，再经过磁光晶体后又顺时针旋转45度，还是垂直方向的光束，因此到达偏振分光棱镜后反射输出。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种双通道干涉仪，其特征在于：包括

沿入射光方向设置的将偏振光束分为第一光束与第二光束的非偏振分光棱镜；

沿第一光束方向依次设置的第一偏振分光棱镜、第一保偏旋转器；

沿第二光束方向依次设置的反射镜、第二偏振分光棱镜、第二保偏旋转器；

所述第一保偏旋转器与第二保偏旋转器之间通过光纤环相连；

所述第一偏振分光棱镜与第二偏振分光棱镜的输出端均设有探测器。

2.根据权利要求1所述的一种双通道干涉仪，其特征在于：所述第一保偏旋转器包括第一磁光晶体和第一波片。

3.根据权利要求2所述的一种双通道干涉仪，其特征在于：所述第一磁光晶体靠近第一偏振分光棱镜设置；所述第一波片与光纤环相连。

4.根据权利要求1所述的一种双通道干涉仪，其特征在于：所述第二保偏旋转器包括第二磁光晶体和第二波片。

5.根据权利要求4所述的一种双通道干涉仪，其特征在于：所述第二磁光晶体靠近第二偏振分光棱镜设置；所述第二波片与光纤环相连。

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