專利名稱：一種基于HiBi-PCF-FLM的干涉儀的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于光纖傳感技術領域，涉及一種干涉儀，尤其涉及一種基于高雙折身寸光子晶體光纖環(huán)鏡(Highly Birefringent Photonic Crystal Fiber Loop Mirror, HiBi-PCF-FLM)的溫度不敏感干涉儀。
背景技術：
19世紀初，Young用干涉實驗證實了光具有波動性，這就是著名的楊氏干涉實驗。 此后人們開始研究各種干涉測量技術，逐步形成了一種高靈敏度的測量方法。隨著激光的 出現(xiàn)，可以容易地得到高強度的相干光源，從而使這一測量技術得到了迅猛的發(fā)展和應用。 而光纖的出現(xiàn)，使得干涉儀中的光可以在柔軟可彎曲的低損耗光波導中傳播，而不必在空 間傳播。并且使用全光纖的器件，可以使干涉儀做得非常緊湊，省去了煩瑣的調節(jié)過程。把 光全部封閉在光纖系統(tǒng)中，使干涉儀變得穩(wěn)定可靠，也大大降低了外界干擾引入的噪聲，使 得干涉儀測量的靈敏度得到了大幅度提高。較著名的干涉儀有邁克爾遜(Michelson)干 涉儀、馬赫_則德爾(Mach-Zehnder)干涉儀、賽格納克(Sagnac)干涉儀和法布里-珀羅 (Febry-Perot)干涉儀等。但是干涉儀技術中仍存在一些關鍵性問題，最主要的是干涉儀中的模式與偏振問 題和干涉儀的穩(wěn)定技術。因為光纖中存在雙折射，光在光纖中傳輸時，會改變光的偏振態(tài)， 并且偏振態(tài)的變化隨環(huán)境溫度等一些因素的變化。所以現(xiàn)有的干涉儀對溫度敏感，而實際 應用中無法避免溫度變化，從而限制了干涉儀的使用。同時，當干涉儀受到外界環(huán)境的影 響，其干涉輸出會出現(xiàn)隨機波動。所以現(xiàn)有干涉儀對外界環(huán)境的抗干擾性較差，從而大大降 低了干涉儀的實用性。在綜上所述的研究中，現(xiàn)有技術無法解決干涉儀對環(huán)境溫度敏感和抗外界干擾性 差的問題，從而大大降低了干涉儀的實用性，限制了干涉儀在實際工程中的應用。
發(fā)明內容本實用新型針對現(xiàn)有干涉儀對環(huán)境溫度的敏感性、抗外界干擾性差等問題，提供 了一種對溫度不敏感、抗外界干擾、結構簡單易操作的干涉儀。本實用新型解決技術問題所采取的技術方案為一種基于HiBi-PCF-FLM的干涉儀包括入射光纖、3_dB耦合器、偏振控制器(PC)、 高雙折射光子晶體光纖(HiBi-PCF)和出射光纖。3-dB耦合器一邊的兩個端口分別與入射光纖的一端以及出射光纖的一端連接， 3-dB耦合器另一邊的兩個端口分別與偏振控制器的一端以及高雙折射光子晶體光纖的一 端連接，偏振控制器的另一端與高雙折射光子晶體光纖的另一端連接。3-dB耦合器、偏振控 制器和高雙折射光子晶體光纖構成光纖環(huán)鏡(FLM)。本實用新型所具有的優(yōu)點為利用HiBi-PCF對溫度的不敏感性和FLM的抗干擾 性，使得本實用新型對環(huán)境溫度不敏感，抗外界干擾性強；另外本實用新型結構簡單，易操作，制作成本低，大大增強了干涉儀的實用性，可以應用于各類實際工程中。
圖1為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型進一步描述。如圖1所示，一種基于HiBi-PCF-FLM的干涉儀包括入射光纖l、3_dB耦合器2、偏 振控制器3、高雙折射光子晶體光纖4和出射光纖6。3-dB耦合器2 —邊的兩個端口分別與入射光纖1的一端以及出射光纖6的一端連 接，3-dB耦合器另一邊的兩個端口分別與偏振控制器3的一端以及高雙折射光子晶體光纖 4的一端連接，偏振控制器3的另一端與高雙折射光子晶體光纖4的另一端連接。3-dB耦 合器2、偏振控制器3和高雙折射光子晶體光纖4構成光纖環(huán)鏡5。本實用新型基于以下原理HiBi-PCF是一種新型光纖且具備優(yōu)良的光學特性，在 其包層中分布著沿徑向周期性排列、沿光纖軸向伸展的空氣孔，可以通過靈活改變空氣孔 的大小、形狀、位置分布來設計出具有各種奇異性質的PCF。排列不對稱的氣孔可以產(chǎn)生高 雙折射效應。因為HiBi-PCF只有空氣孔，所以對溫度不敏感。在光纖通信與傳感系統(tǒng)中， FLM是一個應用十分廣泛的器件。目前，F(xiàn)LM已被大量應用于波分復用濾波器和傳感器中。 在FLM，兩個反向傳輸?shù)墓獠ㄍㄟ^同一根光纖后發(fā)生干涉，由于經(jīng)過的環(huán)境完全相同，因此 可以有效消除外界干擾。本實用新型的具體工作過程為入射光由3-dB耦合器分為兩個反向傳輸?shù)墓庑?號，由PC控制光信號偏振態(tài)，兩束光經(jīng)過HiBi-PCF后產(chǎn)生相位延遲δ δ = 2 π AngLA其中Ang為群速度折射率差，L為HiBi-PCF長度，λ為入射光波長。本實施例中 入射光波長為1550nm，使用的HiBi-PCF長度為6. 5m,其群速度折射率差為8. 65 X 10_4。當 兩束光通過整個FLM后發(fā)生干涉，出射光呈明顯的干涉條紋。
權利要求一種基于HiBi-PCF-FLM的干涉儀，包括入射光纖、3-dB耦合器、偏振控制器、高雙折射光子晶體光纖和出射光纖，其特征在于3-dB耦合器一邊的兩個端口分別與入射光纖的一端以及出射光纖的一端連接，3-dB耦合器另一邊的兩個端口分別與偏振控制器的一端以及高雙折射光子晶體光纖的一端連接，偏振控制器的另一端與高雙折射光子晶體光纖的另一端連接；3-dB耦合器、偏振控制器和高雙折射光子晶體光纖構成光纖環(huán)鏡。
專利摘要本實用新型涉及一種基于HiBi-PCF-FLM的干涉儀，現(xiàn)有技術無法解決干涉儀對環(huán)境溫度敏感和抗外界干擾性差的問題。本實用新型中3-dB耦合器一邊的兩個端口分別與入射光纖的一端以及出射光纖的一端連接，3-dB耦合器另一邊的兩個端口分別與偏振控制器的一端以及高雙折射光子晶體光纖的一端連接，偏振控制器的另一端與高雙折射光子晶體光纖的另一端連接。3-dB耦合器、偏振控制器和高雙折射光子晶體光纖構成光纖環(huán)鏡。本實用新型對環(huán)境溫度不敏感、抗外界干擾性強，可以應用于各類實際工程中。
文檔編號G01B9/02GK201555558SQ20092020173
公開日2010年8月18日 申請日期2009年12月2日 優(yōu)先權日2009年12月2日
發(fā)明者董新永, 趙春柳, 錢文文 申請人:中國計量學院