一种具有光程可调功能的杨氏光纤白光干涉解调仪的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于光纤技术领域，具体设及的是一种可用于多路复用光纤白光干设 传感器阵列的解调系统中的具有光程可调功能的杨氏光纤白光干设解调仪。
【背景技术】
[0002] 光纤白光干设技术与方法是光纤技术领域中独具特色的一种测量方法和传感技 术。该项专口技术在宽谱光干设特性研究，绝对形变光纤传感测量，光波导器件的结构及其 对光波反射特性参量的检测，光纤巧螺环中光偏振态横向禪合测量与评估，尤其是在医学 临床诊断的组织结构形态的光学层析技术等方面，都具有广泛的应用。与普通光纤干设仪 相比，光纤白光干设仪除了具有高灵敏度、本质安全、抗电磁干扰等优点外，最大特点是可 对压力、应变、温度等物理量进行绝对测量。因此应用白光干设的光纤干设仪被广泛应用于 物理、机械、环境、化学、生物医学等多领域的测量中。
[0003] 在光纤白光干设传感解调系统通常包括两部分；一部分是解调仪的光路结构；另 一部分是空间光程动态调整装置。其中空间光程动态调整单元的目的是实现解调仪与干设 测量仪的光程匹配，从而实现通过干设仪的方法完成测量的任务。
[0004] 1983年，R.E.Jones等人就用光纤来构造杨氏干设仪，并将其用于磁 场的测量R.E.Jones,J.P.Willson,G.D.Pitt,R.H.Pratt,K.W.H.Foulds,and D.N.Batchelder,DetectiontechniquesformeasurementofDCmagneticfieldsusing opticalfibersensors,TheFirstInternationalConferenceonOpticalFiber Sensors,London, 1983dS.化en等在1991年提出了采用CCD作为空间探测阵列，借助于杨氏 干设仪的结构来实现光纤白光干设解调的方案S.化enandA.J.RogersandB.T.Meggitt, Electronicallyscannedoptical-fiberYoung'swhite-lightinterferometer,Opt. Lett.，16(10),761-763, 1991。1994 年，A.化andenburg与R.Henninger给出了一种集成 波导杨氏白光干设解调仪A.E5randenburgandR.Henninger,Integratedoptical化ung interferometer,Appl.Opt. , 33(25), 5941-5947, 1994。
[0005] 上述在先技术都存在测量动态范围小、仅能测量一个传感器的缺点。为了克服该 些缺点和不足，解决光纤干设仪系统中的光程调整与匹配问题，本实用新型基于杨氏白光 干设的原理，给出了一种光程可调、可W扩展测量动态范围、实现多个传感器共用的光纤白 光干设传感解调装置。此外，该杨氏光纤白光干设解调仪在两个光纤端点光源和CCD探测 阵列之间，插入一个柱面透镜，该样可W将干设光场的压缩成一条线聚焦于CCD探测面上， 提高了信号效率，降低了光源的功率，从而降低了系统的成本。 【实用新型内容】
[0006] 本实用新型的目的在于提供一种具有光路单向传输特性，信号光无法回馈到光源 中，能增加系统的稳定性的结构简单、调整方便、可W扩展测量动态范围、实现多个传感器 共用的具有光程可调功能的杨氏光纤白光干设解调仪。
[0007] 本实用新型的目的是该样实现的：
[000引一种具有光程可调功能的杨氏光纤白光干设解调仪，由光纤禪合器，光程调节装 置，第一光纤出射端，第二光纤出射端，柱面透镜，线性CCD探测阵列W及光纤连接组成，其 特征在于：经由外界测量干设仪产生的携带待测信息的光束通过光纤禪合器被分为两束， 分别在第一光纤尾端和第二光纤尾端输出，输出的两光场相干叠加后被汇聚在线性CCD探 测阵列上形成一列明暗相间的条纹，通过对接收到干设图样进行信号处理可W解调出外界 测量干设仪所携带的待测信息。
[0009] 通过杨氏光纤干设仪两臂中的一个光纤臂串接一个空间光程调整装置来实现光 程调节，空间光程调整装置由=端口光环行器，光纤准直器，扫描反射镜组成。
[0010] 本实用新型的有益效果在于：
[0011] 1本实用新型所给出的杨氏光纤白光干设解调仪的一臂具有光程可调功能，该功 能是通过杨氏光纤干设仪两臂中的一个光纤臂串接一个空间光程调整装置来实现的。因而 不仅可W极大地扩展了系统测量的动态范围，而且可使解调仪工作在最佳状态。
[0012] 2本实用新型使用了=端口光纤环行器连接了输入、输出光路，由于每端都不会存 在反射，避免了回波对光源的影响。保证了测试系统的稳定性，提高了测量系统的可靠性。
[0013] 3本实用新型在CCD线性阵列探测器上端采用了柱面透镜，降低了对光源光功率 的要求，提高了系统的信噪比。接收杨氏白光干设条纹，通过对杨氏干设条纹进行信号分析 与处理，无须复杂的机械移动即可完成测量，测量周期极短，可W做到准实时监测。
【附图说明】
[0014] 图1是具有光程可调功能的杨氏光纤白光干设解调仪的结构示意图。
[0015] 图2是透射式光程可调杨氏光纤白光干设解调仪的结构示意图。
[0016] 图3是反射式光程可调杨氏光纤白光干设解调仪的结构示意图。
[0017] 图4是对式3的模拟计算结果，（a)和化）分别对应于初始相位d)。等于0和20 的情况。
[0018] 图5是Mach-Zehnder干设仪用做测量干设仪，与光程可调杨氏光纤白光干设解调 仪进行透射式级联的结构示意图。
[0019] 图6是Michelson干设仪用做测量干设仪，与光程可调杨氏光纤白光干设解调仪 进行反射式级联的结构示意图。
[0020] 图7是Fizeau干设仪用做测量干设仪，与光程可调杨氏光纤白光干设解调仪进行 反射式级联的结构示意图。
[0021] 图8是环形腔F-P干设仪用做测量干设仪，与光程可调杨氏光纤白光干设解调仪 进行反射式级联的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022] 本实用新型提供的是一种具有光程可调功能的杨氏光纤白光干设解调仪。可用于 多路复用光纤白光干设传感器阵列的解调系统中。该杨氏光纤白光干设解调仪由光纤禪合 器、=端口光环行器、光纤准直器、扫描反射镜、光纤、柱面透镜、光电禪合器件CCD阵列组 成。经由测量干设仪产生的携带待测信息的光通过光纤禪合器1被分为两束，分别在光纤 尾端3和光纤尾端4输出。输出的两光场相干叠加后被汇聚在线性CCD探测阵列6上形成 一列明暗相间的条纹。通过对接收到干设图样进行后续信号处理可W解调出外界测量干设 仪所携带的待测信息。由于本实用新型所给出的杨氏光纤白光干设解调仪的一臂具有光程 可调功能，该功能是通过杨氏光纤干设仪两臂中的一个光纤臂串接一个空间光程调整装置 2来实现的。因而可使解调仪工作在最佳状态。此外，该杨氏光纤白光干设解调仪在两个光 纤端点光源和CCD探测阵列之间，插入一个柱面透镜，该样可W将干设光场的压缩成一条 线聚焦于CCD探测面上，提高信号效率，降低光源的功率，从而降低了系统的成本。
[0023] 下面结合附图给出的实施例对本实用新型做更详细地描述：
[0024] 本实用新型的目的是该样实现的；所述的具有光程可调功能的杨氏光纤白光干设 解调仪，是由光纤禪合器1，光程调节装置2,光纤出射端3,光纤出射端4,柱面透镜5,线性 CCD探测阵列6W及相应光纤连接组成。经由外界测量干设仪产生的携带待测信息的光束 通过光纤禪