實施方式的光纖傳感器的另一結構示意圖;
[0026] 圖5是本發(fā)明較佳實施方式的光纖傳感器的另一干涉圖像示意圖;
[0027] 圖6是本發(fā)明較佳實施方式的光纖傳感器的光功率與光程差變化量的另一關系 示意圖;
[0028] 圖7是本發(fā)明較佳實施方式的光纖傳感器的再一結構示意圖;
[0029] 圖8是本發(fā)明較佳實施方式的光纖傳感器所用的傳感光纖的截面示意圖;及 [0030] 圖9是本發(fā)明較佳實施方式的光纖傳感器的又一結構示意圖。
【具體實施方式】
[0031] 下面詳細描述本發(fā)明的實施方式,所述實施方式的示例在附圖中示出,其中自始 至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參 考附圖描述的實施方式是示例性的,僅用于解釋本發(fā)明,而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0032] 在本發(fā)明的描述中,需要理解的是,術語"第一"、"第二"僅用于描述目的,而不能 理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此,限定有"第 一"、"第二"的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個所述特征。在本發(fā)明的描述 中,"多個"的含義是兩個或兩個以上,除非另有明確具體的限定。
[0033] 在本發(fā)明的描述中,需要說明的是,除非另有明確的規(guī)定和限定,術語"安裝"、"相 連"、"連接"應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可 以是機械連接,也可以是電連接或可以相互通信;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間 接相連,可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關系。對于本領域的普通技術 人員而言,可以根據(jù)具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。
[0034] 下文的公開提供了許多不同的實施方式或例子用來實現(xiàn)本發(fā)明的不同結構。為了 簡化本發(fā)明的公開,下文中對特定例子的部件和設定進行描述。當然,它們僅僅為示例,并 且目的不在于限制本發(fā)明。此外,本發(fā)明可以在不同例子中重復參考數(shù)字和/或參考字母, 這種重復是為了簡化和清楚的目的,其本身不指示所討論各種實施方式和/或設定之間的 關系。此外,本發(fā)明提供了的各種特定的工藝和材料的例子,但是本領域普通技術人員可以 意識到其他工藝的應用和/或其他材料的使用。
[0035] 請參閱圖1,本發(fā)明第一較佳實施方式的基于光束軌道角動量的光纖傳感器100 包括激光器102、光纖傳感單元104、擴束器106及測量單元108,該光纖傳感單元104、該擴 束器106及該測量單元108沿該激光器102輸出的光的光路依次放置。
[0036] 該激光器102用于輸出基模高斯光束。例如,該基模高斯光束的波長為1550nm。
[0037] 該光纖傳感單元104用于將該基模高斯光束分成第一光束及第二光束,將該第一 光束調制成軌道角動量光束,及利用該第二光束與該軌道角動量光束形成干涉光束并輸出 該干涉光束至該擴束器106。
[0038] 具體地,光纖傳感單元104包括光纖分束器110、傳感光纖112、液晶空間光調制器 114、第一光纖準直器116、第二光纖準直器118、偏振片120及第一分光棱鏡122。
[0039] 該光纖分束器110用于將該基模高斯光束分成該第一光束及該第二光束兩路光 束。該第一光束依次經(jīng)過該第一光纖準直器116、該偏振片120及該第一分光棱鏡122進入 該液晶空間光調制器114。本實施方式中,該第一分光棱鏡122是非偏振分光棱鏡。
[0040] 第一光束在經(jīng)過該第一光纖準直器116后變?yōu)槠叫泄?。之后,第一光束通過偏振 片120,被第一分光棱鏡122反射至液晶空間光調制器114。
[0041] 該液晶空間光調制器114用于將該第一光束調制成該軌道角動量光束并傳送至 該第一分光棱鏡122。例如,液晶空間光調制器114將第一光束調制為L階軌道角動量光 束。本實施方式中,該液晶空間光調制器114是反射式液晶空間光調制器。液晶空間光調 制器114將軌道角動量光束反射至第一分光棱鏡122。
[0042] 該傳感光纖112連接該光纖分束器110及該第二光纖準直器118,并用于將該第二 光束傳送至該第二光纖準直器118。本實施方式中,傳感光纖112為G. 652標準單模光纖。 可以理解,在其它實施方式中,該傳感光纖112可以是其它標準單模光纖或多模光纖。
[0043] 該第二光纖準直器118用于將該第二光束傳送至該第一分光棱鏡122。第二光束 經(jīng)過第二光纖準直器118后變?yōu)槠叫泄馐肷渲恋谝环止饫忡R122。
[0044] 該第一分光棱鏡122用于將該軌道角動量光束及該第二光束形成該干涉光束并 輸出該干涉光束至該擴束器106。分別到達第一分光棱鏡122的軌道角動量光束與第二光 束在第一分光棱鏡122中干涉形成干涉光束并傳輸至該擴束器106。
[0045] 該擴束器106用于對該干涉光束進行擴大形成擴束光。
[0046] 該測量單元108用于將經(jīng)過該擴束器106的該干涉光束分成第一子干涉光束及第 二子干涉光束,測量該第一子干涉光束對應的第一光功率及該第二子干涉光束對應的第二 光功率并獲得該第一光功率及該第二光功率的變化值。
[0047] 具體地,該測量單兀108包括第二分光棱鏡124、第三分光棱鏡126、第五光纖準直 器128、第六光纖準直器130、攝像裝置132及光功率計134。
[0048] 該第二分光棱鏡124用于反射校正光至該攝像裝置132,并透射經(jīng)過該擴束器106 的該干涉光束至該第三分光棱鏡126。該校正光可用于在光纖傳感器100測量前,校正第五 光纖準直器128及第六光纖準直器130的位置。
[0049] 該攝像裝置132用于利用該校正光進行成像以用于校正該第五光纖準直器128與 該第六光纖準直器130的位置。該攝像裝置132可為紅外線攝像機。例如,在光纖傳感器 100測量前,可在第二光纖準直器118的入光端放置一校正用光源(圖未示),如紅外線光 源。該校正用光源發(fā)射的校正光通過第二光纖準直器118進入第一分光棱鏡122。激光器 102發(fā)射的光束經(jīng)光纖分束器110、第一光纖準直器116、偏振片120、第一分光棱鏡122及 液晶空間光調制器114進入第一分光棱鏡122。第一光束及校正光在第一分光棱鏡122中 干涉產(chǎn)生校正用干涉光。該校正用干涉光通過擴束器106后到達第二分光棱鏡124。一部 分校正用干涉光經(jīng)第二分光棱鏡124進入攝像裝置132??筛鶕?jù)攝像裝置132上觀察到的 干涉光圖像來放置第五光纖準直器128和第六光纖準直器130,使第五光纖準直器128和第 六光纖準直器130的位置相對于經(jīng)過擴束器106的擴束光在同一個圓周上。
[0050] 該第三分光棱鏡126用于該干涉光束分成該第一子干涉光束及該第二子干涉光 束,并將該第一子干涉光束透射至該第五光纖準直器128,及將該第二子干涉光束反射至該 第六光纖準直器130。本實施方式中,該第二分光棱鏡124及第三分光棱鏡126均是非偏振 分光棱鏡。
[0051] 該第五光纖準直器128用于將該第一子干涉光束傳送至該光功率計134。該第六 光纖準直器130用于將該第