基于低相干干涉的光纤杨氏干涉光程差解调装置及方法

发布时间：2016年10月23日 分类：科技成果

摘要

本发明公开了一种基于低相干干涉的光纤杨氏干涉光程差解调装置，该解调装置包括宽带光源、3dB耦合器、传感干涉仪、解调干涉仪、校正干涉仪和线阵相机，各部件依序组成的光路之间采用多模光纤进行光信号传输；解调方法主要包括光程差传感、光程差解调和光程差校正。与现有技术相比，本发明结合了空间扫描与时间扫描的方式进行低相干干涉光程差解调，无机械运动，稳定性高；相比于时间扫描，解调精度不受扫描电机移动精度影响，可实现纳米量级的高精度解调；通过调节光程差，实现对整个系统光程差校正；并且，通过纳米位移台有效控制输出光程差，修正整个系统的光程差解调区间；采用光纤干涉仪结构型式，系统调节方便，工作稳定性高。

主权项

一种基于低相干干涉的光纤杨氏干涉光程差解调装置，该解调装置包括宽带光源、3dB耦合器、传感干涉仪、解调干涉仪、校正干涉仪和线阵相机，各部件依序组成的光路之间采用多模光纤进行光信号传输，其特征在于，所述传感干涉仪采用迈克尔逊干涉仪，所述解调干涉仪采用光纤杨氏干涉仪，以及所述校正干涉仪采用光程差可调节的马赫泽德干涉仪：宽带光源发出的光通过2×23dB耦合器均分为两路光，两路光分别通过迈克尔逊干涉仪一号臂和二号臂，并分别由迈克尔逊干涉仪一号臂反射端面和二号臂反射端面反射回来后，再次通过2×23dB耦合器合成一束光，并传输到2×13dB耦合器，2×13dB耦合器再次将光分为两路，分别为马赫泽德干涉仪一号臂和二号臂；存在于马赫泽德干涉仪一号臂上的光程差校正装置包括第一自聚焦透镜、第二自聚焦透镜、纳米位移台：由第一自聚焦透镜输出的空间准直光束，在空气中传播一段距离之后，通过第二自聚焦透镜回到多模光纤之中，移动纳米位移台改变空间准直光束在空气中的传播距离，从而调节马赫泽德干涉仪光程差；马赫泽德干涉仪两臂光纤末端并排，由光纤阵列固定，构成光纤杨氏干涉仪；光纤端面与光纤阵列后面的柱面镜焦面重合，通过柱面镜压缩呈光带的光由线阵相机接收，线阵相机接收面上的光程差呈线性分布，实现光程差空间线性扫描。