一种点衍射光纤环形器

本公开涉及光纤传感，更具体地，涉及一种点衍射光纤环形器。

背景技术：

1、激光干涉系统中的环形器可分为光纤环形器和空间光环形器。通用的光纤环形器一般包括三个端口，通过光纤环形器的第一端口输入光并从第二端口输出光；或者通过光纤环形器的第二端口输入光并通过第三端口输出光，第一端口无输出。

2、然而，现有的光纤环形器会引入不规则的杂散光，从而导致利用光纤环形器进行激光测振的准确度降低。

技术实现思路

1、根据本公开的一个方面，提出了一种点衍射光纤环形器，包括第一端、第二端、第三端和分光结构，被配置为：在经第一端接收预设探测光的情况下，预设探测光经分光结构内部的两次反射，通过第二端向被测对象发送；在向被测对象发送预设探测光的情况下，经第二端接收经被测对象反射的第一反射光，其中，第一反射光包括表征被测对象第一偏振态的振动幅度信息；以及在第二端接收第一反射光的情况下，经分光结构内部的一次透射，将第一反射光透射至第三端。

2、根据本公开的实施例，点衍射光纤环形器还包括：在第二端接收第二反射光的情况下，经分光结构内部的两次反射，将第二反射光反射至第一端，其中，第二反射光与预设探测光偏振态相同，第二反射光包括表征被测对象第二偏振态的振动幅度信息。

3、根据本公开的实施例，分光结构包括棱镜组，棱镜组包括反射膜结构和半透半反膜结构，被配置为：在经第一端接收预设探测光的情况下，预设探测光经反射膜结构反射，被发送到半透半反膜结构；在经反射膜结构反射的情况下，预设探测光经半透半反膜结构反射，被发送到第二端；经第二端向被测对象发送预设探测光，并经第二端接收经被测对象反射的第一反射光；以及在棱镜组接收第一反射光的情况下，第一反射光经半透半反膜结构透射，被发送到第三端。

4、根据本公开的实施例，其中，棱镜组包括：平行四边形棱镜，被配置为经平行四边形棱镜的第一侧面接收预设探测光；三角形棱镜，其中，三角形棱镜的最长边所在侧面与第一侧面夹角为锐角的第二侧面相连，三角形棱镜和第二侧面的接触面之间包括反射膜结构，反射膜结构被配置为，在第一端接收预设探测光的情况下，反射预设探测光；以及梯形棱镜，其中，梯形棱镜的梯形边所在侧面与第一侧面夹角为钝角的第三侧面相连，梯形棱镜和第三侧面的接触面之间包括半透半反膜结构，半透半反膜结构被配置为，在反射膜结构反射预设探测光的情况下，接收并将预设探测光反射至第二端，以及在第二端接收第一反射光的情况下，接收并将第一反射光透射至第三端。

5、根据本公开的实施例，其中，半透半反膜结构还被配置为，在第二端接收第二反射光的情况下，接收并将第二反射光反射至反射膜结构；以及反射膜结构还被配置为，在接收第二反射光的情况下，将第二反射光反射至第一端。

6、根据本公开的实施例，分光结构包括反射镜和偏振分光镜，被配置为：

7、反射镜被配置为，在经第一端接收预设探测光的情况下，将预设探测光反射至偏振分光镜；偏振分光镜包括半透半反膜结构，偏振分光镜被配置为，将预设探测光反射至第二端；以及将从第二端接收的第一反射光透射至第三端。

8、根据本公开的实施例，其中，偏振分光镜还被配置为，将从第二端接收的第二反射光反射至反射镜；反射镜还被配置为，将第二反射光反射至第一端。

9、根据本公开的实施例，还包括：底座，底座上设置有：限位器，被配置为固定分光结构；以及端口固定器，被配置为固定传输光纤。

10、根据本公开的实施例，端口固定器包括：光纤固定器，被配置为固定传输光纤；以及光纤调节器，被配置为调节光纤固定器的位置。

11、根据本公开的另一个方面，还提出了一种包括上述点衍射光纤环形器的激光测振仪。

12、在本公开的实施例中，点衍射光纤环形器使得出射点的预设探测光为较为理想的球面波，消除了预设探测光经过光路中的其他光学元件的能量损失。预设探测光输出点衍射光纤环形器后，出射时使激光存在一定发散角，由此激光光斑的直径增大，使得预设探测光达到反射面(被测对象)的能量密度降低，抑制杂散光的能量。并且，预设探测光从介质进入点衍射光纤环形器时，杂散光进入光纤后不能保持长距离传输，可以降低对探测结果的影响。此外，本公开实施例中的光学元件可以用光纤元件，结构简单，受环境影响较小。

技术特征：

1.一种点衍射光纤环形器，包括第一端、第二端、第三端和分光结构，被配置为：

2.根据权利要求1所述的点衍射光纤环形器，还包括：

3.根据权利要求1或2所述的点衍射光纤环形器，所述分光结构包括棱镜组，所述棱镜组包括反射膜结构和半透半反膜结构，被配置为：

4.根据权利要求3所述的点衍射光纤环形器，其中，所述棱镜组包括：

5.根据权利要求3所述的点衍射光纤环形器，其中，

6.根据权利要求1或2所述的点衍射光纤环形器，所述分光结构包括反射镜和偏振分光镜，被配置为：

7.根据权利要求6所述的点衍射光纤环形器，其中，所述偏振分光镜还被配置为，将从所述第二端接收的所述第二反射光反射至所述反射镜；

8.如权利要求1或2中所述的点衍射光纤环形器，还包括：

9.如权利要求8所述的点衍射光纤环形器，所述端口固定器包括：

10.一种包括权利要求1～9任意一项确定的点衍射光纤环形器的激光测振仪。

技术总结
本公开涉及一种点衍射光纤环形器，包括第一端、第二端、第三端和分光结构，被配置为：在经第一端接收预设探测光的情况下，预设探测光经分光结构内部的两次反射，通过第二端向被测对象发送；在向被测对象发送预设探测光的情况下，经第二端接收经被测对象反射的第一反射光，其中，第一反射光与预设探测光偏振态正交，第一反射光包括表征被测对象第一偏振态的振动幅度信息；以及在第二端接收第一反射光的情况下，经分光结构内部的一次透射，将第一反射光反射至第三端。

技术研发人员：戴玉,孔新新,郝义伟,沈杨翊,张举,国容瀚,伍洲,张文喜
受保护的技术使用者：中国科学院空天信息创新研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31