專利名稱：一種利用光纖干涉儀精密測量寬譜光源平均波長的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光源波長的測量方法，尤其是涉及一種利用光纖干涉儀精密測量寬譜光源平均波長的方法。
背景技術(shù)：
寬譜光源由于具有輸出光譜寬、功率大、發(fā)散角較小的特點，在醫(yī)學、生物、信息、測量、軍事等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，如光纖陀螺、光時域反射儀、局域網(wǎng)、光學相干層析成像、光波分復(fù)用系統(tǒng)以及光處理技術(shù)。以光學相干層析成像技術(shù)為例，它是根據(jù)生物組織不同部位之間對紅外或近紅外光的吸收量存在差異的原理而實現(xiàn)的一種圖像重現(xiàn)方法，光源為紅外或者近紅外寬譜光。·而在寬譜光源應(yīng)用最多的光纖陀螺中，寬譜光源能一定程度上消除偏振效應(yīng)、Kerr效應(yīng)以及背向散射和反射帶來的非互易相位誤差，從而提高光纖陀螺的精度。同時寬譜光源的平均波長與光纖陀螺的標度因數(shù)成比例關(guān)系，因此準確測量寬譜光源的平均波長對于提高光纖陀螺的測量精度由重要意義。目前測量光波長的儀器主要有波長計和光譜儀，波長計主要用來測量窄譜光的波長，窄譜是指譜寬小于5nm。由于寬譜光的譜寬遠大于5nm，空間相干性差，現(xiàn)有波長計無法精確測量寬譜光平均波長。寬譜光源平均波長的測量一般采用用光譜儀實現(xiàn)，目前光譜儀測量寬譜光源平均波長精度最高達到O. Olnm即IOppm左右，而在一些對寬譜光源波長測量提出高精度要求的場合，例如高精度光纖陀螺的波長測量精度需在Ippm左右，現(xiàn)有光譜儀測量難以滿足。賽格奈克光纖干涉儀是一種角速率測量儀，當環(huán)形干涉儀旋轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生一個正比于旋轉(zhuǎn)角速率的賽格奈克相位差，通過檢測該相位差，可推算得到環(huán)形干涉儀所在系統(tǒng)的角速率。賽格奈克相移03和系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)速率Ω的關(guān)系如下戎二二 K,,η(I)
Ac式中 為賽格奈克光纖干涉儀所用光源的平均波長，c為真空中光速，L、D分別為光纖環(huán)長度和直徑'Ksf =(2;rLD)/(/lc)為賽格奈克光纖干涉儀的標度因數(shù)。從式(I)中可以看出，賽格奈克光纖干涉儀的標度因數(shù)與線圈的等效面積和光源的波長有關(guān)，由于石英的熱膨脹，線圈的面積有一個小于lppm/°C的典型變化，在實際操作時，通過穩(wěn)定光纖線圈的溫度，可以消除L、D對光纖干涉儀標度因數(shù)的影響。而此時波長的影響則相對更為顯著。將賽格奈克光纖干涉儀固定在轉(zhuǎn)臺上，轉(zhuǎn)臺以一定角速度啟動，賽格奈克光纖干涉儀輸出的數(shù)字量與標度因數(shù)呈線性關(guān)系，利用標度因數(shù)Ksf和光源平均波長的關(guān)系，可以計算解得賽格奈克光纖干涉儀所用光源的平均波長。

發(fā)明內(nèi)容
針對寬譜光源的平均波長的精密測量，本發(fā)明的目的在于提供一種利用光纖干涉儀精密測量寬譜光源平均波長的方法，利用賽格奈克光纖干涉儀結(jié)合速率轉(zhuǎn)臺進行測量，該方法相對于傳統(tǒng)測試方法，具有操作簡單可靠，測試過程簡單，測試精度高的特點。本發(fā)明采用的技術(shù)方案的步驟如下( I)將賽格奈克光纖干涉儀固定安裝在轉(zhuǎn)臺臺面上，賽格奈克光纖干涉儀的敏感軸與轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)軸平行；(2)以波長為λ I的He-Ne激光器光源的輸出光波I1作為賽格奈克光纖干涉儀的光源，設(shè)定轉(zhuǎn)臺以1000° /s啟動，記錄轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動N圈的賽格奈克光纖干涉儀輸出累加和
權(quán)利要求
1.一種利用光纖干涉儀精密測量寬譜光源平均波長的方法，其特征在該方法的步驟如下 (1)將賽格奈克光纖干涉儀固定安裝在轉(zhuǎn)臺臺面上，賽格奈克光纖干涉儀的敏感軸與轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)軸平行；(2)以波長為』1的He-Ne激光器光源的輸出光波J7作為賽格奈克光纖干涉儀的光源，設(shè)定轉(zhuǎn)臺以1000° /s啟動，記錄轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動N圈的賽格奈克光纖干涉儀輸出累加和尤_ ； (3)保持賽格奈克光纖干涉儀的光源為He-Ne激光器的輸出光波J7不變，設(shè)定轉(zhuǎn)臺以 1000° /s啟動，記錄轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動N圈的賽格奈克光纖干涉儀輸出累加和# 1000 (4)將賽格奈克光纖干涉儀的光源換成待測寬譜光源的輸出光波厶，設(shè)定轉(zhuǎn)臺以1000° /s啟動，記錄轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動N圈的賽格奈克光纖干涉儀輸出累加和/； (5 )保持賽格奈克光纖干涉儀的光源為待測寬譜光源的輸出光波厶不變，設(shè)定轉(zhuǎn)臺以 1000° /s啟動，記錄轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動N圈的賽格奈克光纖干涉儀輸出累加和/ 1000 (6)計算待測寬譜光源輸出光波I2的平均波長A -； 步驟(2)、(3)、(4)和(5)中的轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動圈數(shù)N均相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用光纖干涉儀精密測量寬譜光源平均波長的方法，其特征在于所述的He-Ne激光器光源的輸出光波I1的波長』7為632. 800/ ,波長穩(wěn)定性優(yōu)于Ippm0
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用光纖干涉儀精密測量寬譜光源平均波長的方法，其特征在于所述的待測寬譜光源輸出光波厶的平均波長3 P計算方法如下
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用光纖干涉儀精密測量寬譜光源平均波長的方法。測量所用光纖干涉儀為賽格奈克光纖干涉儀，將光纖干涉儀固定安裝在轉(zhuǎn)臺上，以波長為λ1的He-Ne激光器輸出作為光纖干涉儀的光源，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速設(shè)定±1000°/s，采集光纖干涉儀輸出；然后將光纖干涉儀的光源替換為待測寬譜光源，再次采集轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速為±1000°/s下的光纖干涉儀輸出，由兩次測試所得的數(shù)據(jù)計算待測寬譜光源的平均波長λ2。利用精度為1°/h，最大輸入角速度±1000°/s的賽格奈克光纖干涉儀和波長穩(wěn)定性優(yōu)于1ppm的He-Ne激光器，寬譜光源平均波長的測試精度可達1ppm以下。該測試方法無復(fù)雜的機械部件和光學鏡頭，測試過程簡單可靠，測試精度高。
文檔編號G01J9/02GK102759407SQ20121025745
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者張超, 趙辛, 陳杏藩, 高曉文 申請人:浙江大學