一种非平衡光纤迈克尔逊干涉仪臂长调节装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106950673A(43)申请公布日2017.07.14(21)申请号201710229533.0(22)申请日2017.04.10(71)申请人三峡大学地址443002湖北省宜昌市大学路8号(72)发明人罗志会陈思王凤钧陈小刚潘礼庆肖焱山(74)专利代理机构宜昌市三峡专利事务所42103代理人吴思高(51)Int.Cl.G02B7/00(2006.01)G02F1/09(2006.01)G01J9/02(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种非平衡光纤迈克尔逊干涉仪臂长调节装置(57)摘要一种非平衡光纤迈克尔逊干涉仪臂长调节装置，包括千分尺筒体、光耦合器、法拉第磁环、压电陶瓷环、千分尺游标、第一准直器、第二准直器。本发明将法拉第磁环设计成一维自由结构，旋转千分尺改变自由臂的位置，在um～cm级范围内进行臂差调节，结合电控压电陶瓷对法拉第磁环进行nm～um级精密调节，灵活改变迈克尔逊干涉仪的臂长差。该调节装置具有量程大，调节精度高，响应速度快，结构简单等优点，具有良好的应用前景。CN106950673ACN106950673A权利要求书1/2页1.一种非平衡光纤迈克尔逊干涉仪臂长调节装置，其特征在于：包括千分尺筒体(1)、光耦合器(2)、法拉第磁环(3)、压电陶瓷环(4)、千分尺游标(5)、第一准直器(6)、第二准直器(7)；千分尺筒体(1)的右侧内壁与压电陶瓷环(4)的一端粘接固定，压电陶瓷环(4)的另一端与法拉第磁环(3)的一端粘接，法拉第磁环(3)另一端可自由移动；压电陶瓷环(4)接有电压控制线(8)；千分尺筒体(1)的左端与千分尺游标(5)螺纹连接，千分尺游标(5)与第一准直器(6)同轴粘接，第一准直器(6)的尾纤与耦合器(2)的输出端口1连接；第一准直器(6)、法拉第磁环(3)以及空间光路、耦合器(2)构迈克尔逊干涉仪的可调臂；千分尺筒体(1)的右端与第二准直器(7)同轴粘接，第二准直器(7)的尾纤与耦合器(2)的输出端口2连接；第二准直器(7)、法拉第磁环(3)以及空间光路、耦合器(2)构迈克尔逊干涉仪的静态参考臂。2.根据权利要求1所述一种非平衡光纤迈克尔逊干涉仪臂长调节装置，其特征在于：待测的激光信号经过耦合器(2)分光后，一束光经过第一准直器(6)、空间自由光路后，到达法拉第磁环(3)并反射，反向经过空间自由光路、第一准直器(6)后到达耦合器(2)；另一束光经过第一准直器(7)、空间自由光路后，到达法拉第磁环(3)并反射，反向经过空间自由光路、第一准直器(7)后到达耦合器(2)；两束反射光携带不同的臂长信息，在耦合器(2)中发生干涉并输出。3.根据权利要求1所述一种非平衡光纤迈克尔逊干涉仪臂长调节装置，其特征在于：法拉第磁环(3)由磁环(301)、第一法拉第旋光镜(302)、第二法拉第旋光镜(303)构成，法拉第旋光镜两侧面分别镀高反膜和增透膜，第一法拉第旋光镜(302)的高反膜面与第二法拉第旋光镜(303)高反膜面叠装，保持三者处于同一中心轴线上，并点胶固化在磁环(301)内。磁环(301)用于产生饱和磁场，保证迈克尔逊静态参考臂和可调臂上的入射光经过法拉第旋光镜反射后，光的偏振态旋转90°。4.根据权利要求1所述一种非平衡光纤迈克尔逊干涉仪臂长调节装置，其特征在于：所述光耦合器(2)分光比为1:1。5.一种非平衡光纤迈克尔逊干涉仪臂长调节方法，其特征在于：手动顺时针或逆时针旋转千分尺游标(5)，通过游标带动第一准直器(6)轴向移动，改变第一准直器(6)与第一法拉第旋光镜(302)之间空间光路的长度，在um～cm级范围内调节干涉仪的臂差，千分尺游标(5)的调节量△x1与臂长差的变化量△L1满足：△x1＝△L1；改变电压控制线(8)上的工作电压，压电陶瓷环(4)在轴向的伸长量发生变化，法拉第磁环(3)的空间位置发生变化，以差分方式改变参考臂和可调臂上空间光路的长度，从而在nm～um方位内改变干涉仪的臂长差。其中，法拉第磁环(3)位置的改变量△x2与干涉仪臂长差变化量△L2的关系为：△x2＝2×△L26.一种非平衡光纤迈克尔逊干涉仪臂长调节方法，其特征在于：对于调节速度要求不高、臂长调节范围大的场合，采用千分尺手动预先调节改变臂差；对于调节速度要求高、臂长微调的场合，结合干涉仪偏置点算法，采用电压控制快速精确调节。通过手动和电控调节2CN106950673A权利要求书2/2页相结合，实现迈克尔逊干涉仪臂长差的实时大范围、高精度灵活调节。3CN106950673A说明书1/4页一种非平衡光纤迈克尔逊干涉仪臂长调节装置技术领域[0001]本发明涉及光纤传感领域，具体而言是一种非平衡光纤迈克尔逊干涉仪臂长调节