專利名稱：集成為單根光纖的邁克爾遜干涉儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種集成為單根光纖的邁克爾遜干涉儀，屬于光電子技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
通常的光纖邁克爾遜干涉儀是由兩個各自獨立而分離的光纖干涉臂構(gòu)成的。例如，周曉軍、劉永智的發(fā)明專利申請“帶光環(huán)形器的光纖Michelson干涉儀”(公開號CN 1444019A)。在這種干涉儀中，光源發(fā)出的光經(jīng)過一個3dB 2×2光纖耦合器后，被分為兩束，分別耦合到兩個獨立的光纖臂中，再經(jīng)過兩光纖端面反射器反射后，沿原路返回到2×2光纖耦合器中實現(xiàn)干涉，該干涉光信號通過光電轉(zhuǎn)換探測器后被放大，從而實現(xiàn)干涉光信號的探測。
上述干涉儀被廣泛用于光纖通信和光纖傳感領(lǐng)域中。然而，在對干涉儀有較高的機械穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性要求的情況下，由分立式光學結(jié)構(gòu)組成的光纖邁克爾遜干涉儀很難滿足這樣的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是公開一種將通常的光纖邁克爾遜干涉儀的兩個相干光學臂集成于單根光纖中的纖維微縮集成型邁克爾遜干涉儀。
集成為單根光纖的邁克爾遜干涉儀包括光源1、微型分光鏡2、光探測器3、單模單芯光纖4、錐形耦合區(qū)5、單模雙芯光纖6和反射鏡7。其主要技術(shù)特征在于該光纖干涉儀的光源輸入和光信號輸出共光路部分和兩個干涉臂都集成在一根光纖中。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的光源1發(fā)出的光經(jīng)過微型分光鏡2后注入單模單芯光纖4中，該光束在經(jīng)過錐形耦合區(qū)5后被分成兩束，分別耦合到單模雙芯光纖6的兩個各自獨立的纖芯中。這兩束光經(jīng)過反射鏡7反射回來，再次經(jīng)過錐形耦合區(qū)5發(fā)生干涉后，返回到由單模單芯光纖4構(gòu)成的共光路部分中，成為一束包含干涉信號的光，該光束經(jīng)由微型分光鏡2后被反射至光探測器3，在光探測器3處進行光電信號轉(zhuǎn)換。
本發(fā)明的優(yōu)點在于1.集成為一根光纖的干涉儀具有極大的穩(wěn)定性，避免了各個可動部件之間由于裝配、固定和調(diào)整帶來的變化和不一致；2.由于將分光、合光器微縮集成于一根光纖中，極大的縮小了干涉儀的體積，使得系統(tǒng)更簡化緊湊；3.由于處于雙芯光纖中的兩個干涉臂的光程差很小，因而對光源的相干性要求不高；4.兩個干涉臂由于處于同一根光纖中，環(huán)境溫度導致的影響近似相同，因而能夠?qū)崿F(xiàn)兩臂光程的自動補償。


圖1集成為單根光纖的邁克爾遜干涉儀實施結(jié)構(gòu)示意2集成為單根光纖的邁克爾遜干涉儀的第二種實施方式結(jié)構(gòu)示意3集成為單根光纖的邁克爾遜干涉儀的第三種實施方式結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明的三種具體實施方式
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圖1示出本發(fā)明的第一種具體實施方式
。集成為單根光纖的邁克爾遜干涉儀包括光源1、微型分光鏡2、光探測器3、單模單芯光纖4、錐形耦合區(qū)5、單模雙芯光纖6和反射鏡7。通常，光源1、微型分光鏡2和光探測器3組合成為一個帶尾纖的光收發(fā)雙工器件。
光源1、光探測器3、微型分光鏡2和單模單芯光纖4通常為一個獨立的雙工組件，將該組件的單模單芯光纖4與一段端面鍍有反射鏡7的單模雙芯光纖6進行焊接，然后通過熔融拉錐后就形成了錐形耦合區(qū)5，對錐形耦合區(qū)5進行適當?shù)谋Ｗo后，就形成了兩個相干光學臂集成于單根光纖中的纖維微縮集成型邁克爾遜干涉儀。
如圖2所示，本發(fā)明的第二種實施方式是用兩個反射光譜相同的光纖光柵8和9代替單模雙芯光纖6。圖2中除了兩個反射光譜相同的光纖光柵8、9與圖1所示不同外，其余均與圖1所示相同。
如將反射鏡7用一對反射光譜相同的光纖光柵8和9代替，也同樣可以實現(xiàn)兩個相干光學臂集成于單根光纖中的纖維微縮集成型邁克爾遜干涉儀。
如圖3所示，本發(fā)明的第三種實施方式還包括光源尾纖10、探測器尾纖11和3dB 2×1光纖耦合器12。在這種實施方案中，干涉儀主要結(jié)構(gòu)特征與前兩種實施方案相同，只是帶單模單芯光纖4的光收發(fā)雙工器件被分立的光源1和光探測器3取代。
在這種實施方案中，其主要特征是將圖1中由光源1、微型分光鏡2、光探測器3組成的帶單模單芯光纖4的雙工組件用一個分立的光源1和光探測器3通過光源尾纖10和光探測器尾纖11與一個3dB 2×1光纖耦合器12的連接來實現(xiàn)。這樣實現(xiàn)的邁克爾遜干涉儀的集成度比圖1和圖2所示的兩種情況的集成度要差一些。
本發(fā)明避免了各個可動部件之間由于裝配、固定和調(diào)整帶來的變化和不一致；縮小了干涉儀的體積，使得系統(tǒng)更簡化緊湊；對光源的相干性要求不高；能夠?qū)崿F(xiàn)兩臂光程的自動補償。
權(quán)利要求
1.一種集成為單根光纖的邁克爾遜干涉儀，它包括光源(1)、微型分光鏡(2)、光探測器(3)、單模單芯光纖(4)反射鏡(7)；其特征在于它還包括錐形耦合區(qū)(5)、單模雙芯光纖(6)；其中單模單芯光纖(4)和帶有反射端的兩個干涉臂都集成在一根單模雙芯光纖(6)中；單模單芯光纖(4)和單模雙芯光纖(6)通過錐形耦合區(qū)(5)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的集成為單根光纖的邁克爾遜干涉儀，其特征在于單模雙芯光纖(6)的反射端面也可由兩個具有相同反射光譜的光纖光柵(8)、(9)構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的集成為單根光纖的邁克爾遜干涉儀，其特征在于光源(1)和光探測器(3)可以采用分立的光源(1)與光探測器(3)，通過光源尾纖(10)和光探測器尾纖(11)與耦合器(12)的連接來實現(xiàn)。
全文摘要
一種集成為單根光纖的邁克爾遜干涉儀，其特征是光源輸入和光信號輸出共光路部分和兩個干涉臂集成在一根光纖中。它是將通常的光纖邁克爾遜干涉儀的光路部分換成一段單芯光纖和一段雙芯光纖熔接拉錐后形成的組合集成光纖而構(gòu)成的。其優(yōu)點在于1.集成于一根光纖中的干涉儀具有極大的穩(wěn)定性，避免了各個可動部件之間由于裝配、固定和調(diào)整帶來的變化和不一致；2.由于將分光、合光器微縮集成于一根光纖中，極大的縮小了干涉儀的體積，使得系統(tǒng)更簡化緊湊；3.由于處于雙芯光纖中的兩干涉臂的光程差很小，因而對光源的相干性要求不高；4.兩個干涉臂由于處于同一根光纖中，環(huán)境溫度導致的影響近似相同，因而能夠?qū)崿F(xiàn)兩臂光程的自動補償。
文檔編號G01B9/02GK1908577SQ20061001042
公開日2007年2月7日 申請日期2006年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月22日
發(fā)明者苑立波, 楊軍, 劉志海 申請人:哈爾濱工程大學