一種針對光纖干涉信號的光路正交信號產生裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于光纖傳感技術領域，特別是涉及一種針對光纖干涉信號的光路正 交信號產生裝置。
【背景技術】
[0002] 在干涉型光纖傳感器中，信號解調方法是制約其發(fā)展的一個關鍵技術，而產生滿 足一定條件的信號又對信號的解調起著至關重要的作用。激光干涉正交信號的解調技術在 國內外已經開展了一系列的研宄工作，并取得了重要的成果。所謂正交信號是指在相同時 刻相位差為T I的兩路信號，例如信號P1= asin<i) (t)和信號P2= acos<i) (t)，這兩路信號 就是正交信號，在激光干涉測量系統(tǒng)中通常都是利用電路或光路來產生正交信號，進而對 待測信號進行解調。
[0003] 現有技術主要是通過相位載波零差法或是雙光路正交探測法在激光干涉測量系 統(tǒng)中產生正交信號。其中，相位載波零差法是利用電路來產生一對正交信號，在電路中需要 對壓電陶瓷加上高頻載波調制，利用壓電陶瓷的振動來改變光的傳播距離，從而改變光程 差，實現相位調制，但溫度、濕度等外界因素變化對壓電陶瓷的影響特別大，由于外界因素 的影響會造成壓電陶瓷的諧振頻率時刻變化，這就造成了信號電路的制作難度，從而不利 用正交信號的獲得；雙光路正交探測法是利用光路來產生一對正交信號，雖然是通過光路 直接得到的兩路正交信號，但該方法是在自由空間中實現的，無法應用于光纖傳導過程中， 因此，如何在干涉型光纖傳感器系統(tǒng)中針對光纖干涉信號的光路來獲得正交信號是目前亟 待解決的一大難題。 【實用新型內容】
[0004] 本實用新型解決的技術問題是提供一種針對光纖干涉信號的光路正交信號產生 裝置，目的是在光纖傳輸光的過程中，通過偏振分束器將光纖中傳輸的兩路光變?yōu)檎恍?號，并分別產生干涉后，輸出兩路易于解調的正交信號。
[0005] 本實用新型的技術方案為：
[0006] 為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種針對光纖干涉信號的光路正交信 號產生裝置，所述裝置包括：
[0007] 激光器，用于發(fā)出激光；
[0008] 第一偏振分束器，用于將激光器發(fā)出的激光分為兩路相互正交的偏振光，一路為O 光，一路為E光，分別進入第一親合器和第二親合器，由于光在親合器中的傳輸距離較短， 其偏振態(tài)不會發(fā)生變化，所以在第一耦合器和第二耦合器的輸出端輸出的依然是O光和E 光；
[0009] 第二偏振分束器、第三偏振分束器，分別將待測光纖中故障處的反射信號分為兩 路相互正交的偏振光，一路為O光，一路為E光，O光進入第一親合器，E光進入第二親合器；
[0010] 第一親合器、第二親合器，用于將第一偏振分束器、第二偏振分束器、第三偏振分 束器中的兩路光路分別連通，第一親合器將第一偏振分束器、第二偏振分束器、第三偏振分 束器中的〇光路連通，第二親合器將第一偏振分束器、第二偏振分束器、第三偏振分束器中 的E光路連通；
[0011] 光纖延遲圈，連接于第二偏振分束器與第三耦合器之間，用于使光纖系統(tǒng)中的傳 輸的光程一致以產生干涉；
[0012] 第三耦合器，用于將兩路輸入光路耦合進待測光纖，并將故障處的反射信號分成 兩路，分別進入第二偏振分束器和第三偏振分束器，自待測光纖末端反射回來的光再次經 過第二偏振分束器后，O光進入第一耦合器，E光進入第二耦合器，同理，自待測光纖末端反 射回來的光再次經過第三偏振分束器后，O光進入第一親合器，E光進入第二親合器；
[0013] 第一光電探測模塊、第二光電探測模塊，分別與第一親合器、第二親合器連接，用 于將獲得的兩路正交光信號轉化成電信號，并送入數據處理系統(tǒng)，第一光電探測模塊與第 一耦合器連接，得到O光，第二光電探測器與第二耦合器連接，得到E光。
[0014] 所述第一耦合器、第二耦合器均采用2*2耦合器，第三耦合器采用2*1耦合器。
[0015] 所述第一偏振分束器、第二偏振分束器、第三偏振分束器分出的兩路相互正交的 偏振光分別為O光和E光。
[0016] 所述的激光器與第一偏振分束器的三端口連接，第一偏振分束器的一端口、二端 口分別與第一親合器、第二親合器連接。
[0017] 所述第一親合器的兩路光路端口分別與第二偏振分束器、第三偏振分束器的一端 口連接，第二耦合器的兩路光路端口分別與第二偏振分束器、第三偏振分束器的二端口連 接。
[0018] 第二偏振分束器的三端口經光纖延遲圈與第三耦合器連接，第三偏振分束器的三 端口直接與第三耦合器連接。
[0019] 本實用新型的技術效果為：
[0020] 本實用新型提供了一種針對光纖干涉信號的光路正交信號產生裝置，通過偏振分 束器將光纖中傳輸的兩路光變?yōu)檎恍盘枺⒎謩e產生干涉后，輸出兩路易于解調的正交 信號，該裝置是通過光路直接得到兩路正交信號，不含需要機械調節(jié)的偏振控制器，結構簡 單、操作方便，而且該裝置中不含有源器件可有效降低熱噪聲，防止了被解調出來的信號失 真，成本較低、易于實現；該裝置可大大提高光纖分布式干涉系統(tǒng)的普適性，可廣泛應用于 電力傳輸線、天然氣管道和石油管道安全監(jiān)測領域，也可應用于水壩、隧道及礦井等安全監(jiān) 測，從而大大提高了分布式傳感系統(tǒng)的應用效率。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本實用新型針對光纖干涉信號的光路正交信號產生裝置示意圖。
[0022] 其中，1、激光器，2、第一偏振分束器，3、第一親合器，4、第二親合器，5、第二偏振分 束器，6、第三偏振分束器，7、光纖延遲圈，8、第三耦合器，9、待測光纖，10、第一光電探測模 塊，11、第二光電探測模塊。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】：
[0024] 如圖1所示，本實用新型提供了一種針對光纖干涉信號的光路正交信號產生裝 置，所述裝置包括：
[0025] 激光器1，用于發(fā)出激光；
[0026] 第一偏振分束器2,用于將激光器1發(fā)出的激光分為兩路相