專利名稱：基于法拉第效應的全光纖差流測量裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光學控制領域。
背景技術：
目前探測儀器是光束經過光學電流互感器后的光強探測裝置，光強探測裝置中的 光電轉換器在電流的互感下產生變化，從而使經過兩臺光電轉換器的光束發(fā)生變化，所述 兩臺光電轉換器再將接收到的兩束光使用數(shù)字信號進行比較，如果兩個數(shù)字信號有差別， 說明在光的傳輸中由于電流發(fā)生了異常，因此使經過光電轉換器的光束也發(fā)生了變化，從 而啟動電流保護裝置?，F(xiàn)有技術存在的缺點是使用兩臺光電探測器的成本高，并且在使用 過程中受電磁干擾性強，在光信號轉變?yōu)殡娦盘柡蟪霈F(xiàn)的誤差影響很大，從而獲得的兩光 束的偏振角度的準確率低。
發(fā)明內容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有的光在傳播過程中光束受電磁干擾性強，并且采用數(shù)字信號判 斷光的偏轉角度的準確率低，使用兩臺光電探測器的成本高的問題，提出基于法拉第效應 的全光纖差流測量裝置。 本發(fā)明的裝置包括光源、光電探測器和兩個晶體，它還包括半波片、第一半透半反
鏡和第一全反鏡，所述光源發(fā)出第一光束經第一晶體透射后獲得第一偏振光束，所述第一
偏振光束入射至第一半透半反鏡；所述第一半透半反鏡出射反射光束和透射光束，光源發(fā)
出第二光束經半波片透射后入射至第二晶體，經第二晶體透射后獲得第二偏振光束，所述
第二偏振光束入射至第一全反鏡，所述第一全反鏡出射反射光束，所述經第一半透半反鏡
出射的透射光束與第一全反鏡反射的反射光束匯聚至光電探測器的光輸入端。 光果花萃成長本發(fā)明的有益效果本發(fā)明裝置是采用光學的方法判斷兩束光的偏
轉角度的裝置，所述光在傳播過程中光束受電磁干擾性小，獲得的光的偏轉角度的準確率
高，由于采用 一 臺光電探測器進行探測，從而降低了成本。
圖1是本發(fā)明裝置的結構示意圖，圖2為具體實施方式
二所述的裝置結構示意圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一 結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述的基于法拉第效應 的全光纖差流測量裝置包括光源、光電探測器7和兩個晶體，它還包括半波片8、第一半透 半反鏡5和第一全反鏡6，所述光源發(fā)出第一光束1-1經第一晶體3透射后獲得第一偏振光 束，所述第一偏振光束入射至第一半透半反鏡5 ;所述第一半透半反鏡5出射反射光束和透 射光束，光源發(fā)出第二光束2-1經半波片8透射后入射至第二晶體4，經第二晶體4透射后 獲得第二偏振光束，所述第二偏振光束入射至第一全反鏡6，所述第一全反鏡6出射反射光束，所述經第一半透半反鏡5出射的透射光束與第一全反鏡6反射的反射光束匯聚至光電 探測器7的光輸入端。 本實施方式所述的光源有兩個，分別為第一光源和第二光源，所述第一光束1-1 由第一光源發(fā)出，第二光束2-1由第二光源發(fā)出。
具體實施方式
二 結合圖2說明本實施方式，本實施方式與實施方式一所述的基 于法拉第效應的全光纖差流測量裝置的區(qū)別在于，它還包括第二半透半反鏡9和第二全反 鏡10，光源發(fā)出的光束入射至第二半透半反鏡9后發(fā)出透射光束和反射光束，所述透射光 束為第二光束21，反射光束經第二全反鏡IO后發(fā)出反射光束，所述反射光束為第一光束
1- 1。 本實施方式所述的光源有一個，所述第一光束1-1和第二光束21由一個光源發(fā) 出。
具體實施方式
三本實施方式與實施方式一或二所述的基于法拉第效應的全光纖 差流測量裝置的區(qū)別在于，所述光的傳輸是在保偏光纖中傳輸?shù)摹?br>
具體實施方式
四本實施方式與實施方式一或二所述的基于法拉第效應的全光纖 差流測量裝置的區(qū)別在于，所述的第一光束1-1與第二光束2-1是完全相同的偏振光，所述 偏振光具有相同的頻率、強度及偏振態(tài)。
具體實施方式
五本實施方式與實施方式一或二所述的基于法拉第效應的全光 纖差流測量裝置的區(qū)別在于，所述的光源為半導體激光器，所述半導體激光器的波段為 532nm。 具體實施方式
六本實施方式與實施方式一或二所述的基于法拉第效應的全光纖 差流測量裝置的區(qū)別在于，所述的第一晶體3與第二晶體4是兩個完全相同的旋光晶體。
具體實施方式
七本實施方式與實施方式六所述的基于法拉第效應的全光纖差 流測量裝置的區(qū)別在于，所述的旋光晶體為重火石玻璃、硅酸鉍、鍺酸鉍或二氧化硅中的一 種。 本發(fā)明的工作原理本發(fā)明采用的是基于法拉第磁光效應的兩束光干涉的偏振 效應，用于經過光學電流互感器后的兩束光通過干涉后的圖像強度區(qū)分它們偏振方向的不 同，從而啟動電流保護裝置；本發(fā)明的光傳輸部分是在保偏光纖中傳輸?shù)?，所述系統(tǒng)輸入的 第一光束1-1的偏振態(tài)與系統(tǒng)輸入的第二光束2-1的偏振態(tài)分別垂直于光的傳播方向，所 述兩個晶體旁分別設置有電線，該電線產生磁場，兩個晶體置于磁場中，所述第一光束1-1 經過第一晶體3后的偏振角度發(fā)生變化， 所述第二光束2-1經過半波片后，所述半波片8使第二光束2-1的偏振態(tài)改變 90° ，所述第二光束2-l的偏振態(tài)與光的傳播方向平行；與光的傳播方向平行的第二光束
2- 1經過第二晶體4后產生旋光效應，即第二光束2-1的偏轉角度發(fā)生了變化；判斷經過第 一晶體3的第一光束1-1與經過第二晶體4的第二光束2-1發(fā)生的偏轉角度是否相同，如 果第一光束1-1與第二光束2-1的偏轉角度相同，則發(fā)生了偏轉角度的第一光束1-1經過 半透半反鏡5 (第一光束1-1有一半的光強直接穿透該鏡，也就是取其透射功能)與發(fā)生了 偏轉角度的第二光束2-1經全反鏡6反射后再經半透半反鏡5 (取其反射功能)，反射后匯 合的光束共同射向光電探測器；由于第一光束1-1與第二光束2-1的偏振態(tài)是完全正交的， 因此在光電探測器7上沒有干涉條紋的產生，判斷該電流正常傳輸；如果第一光束1-1與第二光束2-1的偏轉角度不同，則說明電線短路，第二光束2-1經過的第二晶體4上方的電 流將反向；所述第二晶體4內的磁場也將發(fā)生變化，根據(jù)法拉第效應，在第一光束1-1與第 二光束21匯合到光電探測器7后，由于兩束光的偏振態(tài)不是正交的，所以兩束光將發(fā)生干 涉，產生干涉條紋，通過光電探測器7探測的條紋的干涉情況可知電線中電流出現(xiàn)異常，進 而啟動電流保護裝置。 本發(fā)明所述通過晶體的光的偏轉角度的大小與磁場大小和晶體的材料有關。
權利要求
基于法拉第效應的全光纖差流測量裝置，光源、光電探測器(7)和兩個晶體，它還包括半波片(8)、第一半透半反鏡(5)和第一全反鏡(6)，所述光源發(fā)出第一光束(1-1)經第一晶體(3)透射后獲得第一偏振光束，所述第一偏振光束入射至第一半透半反鏡(5)；所述第一半透半反鏡(5)出射反射光束和透射光束，光源發(fā)出第二光束(2-1)經半波片(8)透射后入射至第二晶體(4)，經第二晶體(4)透射后獲得第二偏振光束，所述第二偏振光束入射至第一全反鏡(6)，所述第一全反鏡(6)出射反射光束，所述經第一半透半反鏡(5)出射的透射光束與第一全反鏡(6)反射的反射光束匯聚至光電探測器(7)的光輸入端。
2. 根據(jù)權利要求1所述的基于法拉第效應的全光纖差流測量裝置，其特征在于，它 還包括第二半透半反鏡(9)和第二全反鏡(IO)，光源發(fā)出的光束入射至第二半透半反鏡(9) 后發(fā)出透射光束和反射光束，所述透射光束為第二光束(2-l)，反射光束經第二全反鏡(10) 后發(fā)出反射光束，所述反射光束為第一光束(i-i)。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的基于法拉第效應的全光纖差流測量裝置，其特征在于，所 述光的傳輸是在保偏光纖中傳輸?shù)摹?br>
4. 根據(jù)權利要求1或2所述的基于法拉第效應的全光纖差流測量裝置，其特征在于，所 述的第一光束(1-1)與第二光束(2-1)是完全相同的偏振光，所述偏振 光具有相同的頻率、 強度及偏振態(tài)。
5. 根據(jù)權利要求1或2所述的基于法拉第效應的全光纖差流測量裝置，其特征在于，所 述的光源為半導體激光器，所述半導體激光器的波段為532nm。
6. 根據(jù)權利要求1或2所述的基于法拉第效應的全光纖差流測量裝置，其特征在于，所 述的第一晶體(3)與第二晶體(4)是兩個完全相同的旋光晶體。
7. 根據(jù)權利要求6所述的基于法拉第效應的全光纖差流測量裝置，其特征在于，所述 的旋光晶體為重火石玻璃、硅酸鉍、鍺酸鉍或二氧化硅中的一種。
全文摘要
基于法拉第效應的全光纖差流測量裝置，涉及光學控制領域，它解決現(xiàn)有的光在傳播過程中光束受電磁干擾性強，并且采用數(shù)字信號判斷光的偏轉角度的準確率低，使用兩臺光電探測器的成本高的問題，其裝置包括光源、光電探測器和晶體，還包括半波片、半透半反鏡和全反鏡，系統(tǒng)輸入光束經晶體透射后獲得振光束，偏振光束入射至半透半反鏡；經半透半反鏡入射的偏振光束出射反射光束和透射光束，系統(tǒng)輸入光束經半波片透射后入射至晶體，經晶體透射后獲得偏振光束，偏振光束入射至全反鏡，經全反鏡入射的偏振光束出射反射光束，所述經半透半反鏡出射的透射光束與全反鏡反射的反射光束匯聚至光電探測器的光輸入端。本發(fā)明所述裝置廣泛應用于光的控制領域。
文檔編號G01R15/24GK101769950SQ20091031269
公開日2010年7月7日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權日2009年12月30日
發(fā)明者于文斌, 張國慶, 申巖, 路忠鋒, 郭志忠 申請人:哈爾濱工業(yè)大學