一種雙Mach-Zehnder光纖干涉系統(tǒng)的干涉信號相關(guān)性調(diào)節(jié)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種雙Mach-Zehnder光纖干涉系統(tǒng)的干涉信號相關(guān)性調(diào)節(jié)方法，利用壓電陶瓷產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力產(chǎn)生光彈效應(yīng)，利用兩路干涉光信號作為反饋，將兩路干涉信號的偏振態(tài)調(diào)節(jié)至一致。采用上述方案，通過對參考臂的光進行偏振態(tài)反饋控制，解決長距離雙Mach-Zehnder光纖干涉系統(tǒng)中偏振特性不一致誘導(dǎo)信號相關(guān)性系數(shù)低的問題，讓探測到的兩路光信號可以保持良好的相關(guān)性，兩路探測信號的時延可以正確的反映出振動點的位置信息。
【專利說明】-種雙Mach-Zehnder光纖干涉系統(tǒng)的干涉信號相關(guān)性調(diào) 節(jié)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于干涉信號相關(guān)性調(diào)節(jié)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及的是一種雙Mach-Zehnder 光纖干涉系統(tǒng)的干涉信號相關(guān)性調(diào)節(jié)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 雙路Mach-Zehnder光纖干涉原理如圖1所示，系統(tǒng)由分布反饋半導(dǎo)體激光器 (DFB-LD) 10、光隔離器11、光纖耦合器和光電探測器12及光電探測器13組成，其中三個光 纖臂包括傳感臂14、參考臂15、延時臂16的長度可以達到50km，其余光纖長度很短（Im左 右），在定位計算時可以忽略不計。
[0003] 該光纖振動測試系統(tǒng)工作過程為：DFB激光器10發(fā)出的窄線寬激光進入3dB耦合 器C1。由耦合器Cl分出兩路光，其中一路經(jīng)隔離器11后進入由耦合器C2和耦合器C3組 成的M-Z干涉系統(tǒng)沿順時針方向傳輸，后經(jīng)耦合器C4輸出到探測器TO213探測，其中隔離 器11的作用是為了防止順時針、逆時針傳輸?shù)膬陕饭庑纬蒘agnac干涉；另外一路光經(jīng)耦合 器C4沿逆時針方向傳輸進入由耦合器C3和耦合器C2組成的M-Z干涉系統(tǒng)17,并由耦合 器C2輸出到探測器TO112探測。當(dāng)無外界擾動作用時，兩探測器輸出只有直流分量；當(dāng)對 傳感光纖施加外界擾動時，兩探測器均可探測到由相位變化所引起的光強波動，從而實現(xiàn) 能夠檢測到振動信號的波形。
[0004] 當(dāng)傳感光纖中的R處受到擾動時，我們設(shè)振動信號沿逆時針（CCW方向）傳輸?shù)?PDl所用的時間為h ;設(shè)振動信號沿順時針（CW方向）傳輸?shù)絇D2所用的時間為t2。貝U CCW 方向的傳輸光路距離為X(由于傳感光纖長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于耦合器C2到探測器PDl的距離，因 此可忽略輸出端距離）；而CW方向的傳輸光路距離為LJL2-X ;則可以得到：
【權(quán)利要求】
1. 一種雙Mach-Zehnder光纖干涉系統(tǒng)的干涉信號相關(guān)性調(diào)節(jié)方法，其特征在于，包 括： 由壓電陶瓷構(gòu)成的四個壓電擠壓器，在各作用方向上成45度角擠壓光纖，形成偏振控 制器，所述偏振控制器加在光路的延時臂上且是靠近激光器的一端； 通過反饋，讓逆時針進入干涉區(qū)的光偏振態(tài)，與順時針進入干涉區(qū)的光偏振態(tài)保持一 致。
2. 如權(quán)利要求1所述的干涉信號相關(guān)性調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述偏振控制器由四 個方向壓電陶瓷構(gòu)成，通過控制各個偏振控制器兩極的電壓以實現(xiàn)逆時針進入干涉區(qū)光的 偏振態(tài)全方向無死角改變。
3. 如權(quán)利要求2所述的干涉信號相關(guān)性調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述壓電陶瓷的形變 量和提供給壓電陶瓷兩極的電壓相關(guān)，通過改變控制電壓來改變各個方向的形變量，進而 改變壓電陶瓷擠壓光纖的形變量。
4. 如權(quán)利要求1所述的干涉信號相關(guān)性調(diào)節(jié)方法，其特征在于，將逆時針進入干涉區(qū) 的光偏振態(tài)調(diào)節(jié)與順時針進入干涉區(qū)的光偏振態(tài)調(diào)節(jié)一致，用于讓逆時針及順時針產(chǎn)生的 干涉信號保持良好的相關(guān)性。
5. 如權(quán)利要求1所述的干涉信號相關(guān)性調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述逆時針及順時針 產(chǎn)生的干涉信號存在一個低頻的載波，當(dāng)兩路干涉光的偏振態(tài)不一致時，兩探測器探測到 的電壓差作為反饋信號，用全局搜索算法，通過控制偏振控制器輸入電壓，實現(xiàn)逆時針及順 時針進入干涉區(qū)光的偏振態(tài)保持一致。
【文檔編號】G01H9/00GK104406682SQ201410531551
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月10日
【發(fā)明者】李寶瑞, 魏石磊 申請人:中國電子科技集團公司第四十一研究所