一種雙向共光路分布式光纖干涉儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種光纖干涉儀，尤其是涉及一種雙向共光路分布式光纖干涉儀。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖干涉儀是光纖傳感和檢測(cè)技術(shù)中的一種基本光學(xué)結(jié)構(gòu)，是實(shí)現(xiàn)高靈敏度和高精度測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)。傳統(tǒng)的光纖干涉儀主要有Michelson干涉儀、Fabry 一 Perot干涉儀、環(huán)形腔干涉儀和Mach-Zehnder干涉儀，由于這些光纖干涉儀為一端輸入、一端輸出的單向結(jié)構(gòu)，輸出端得到的光干涉信號(hào)是沿光纖分布的所有擾動(dòng)量的積分，無法分離特定距離上的擾動(dòng)信息，因此這些光纖干涉儀無法實(shí)現(xiàn)分布式的檢測(cè)。
[0003]在光纖傳感和檢測(cè)技術(shù)日益普及的情況下，有人針對(duì)傳統(tǒng)的光纖干涉儀存在的技術(shù)問題提出了新的光纖干涉儀，如中國(guó)公告的專利號(hào)為200820085440.1的實(shí)用新型專利，其公開了一種雙向共光路分布式光纖干涉儀，主要包括光纖分光器、光纖隔離器和傳感光纖，兩個(gè)相同的光纖分光器與傳感光纖共同構(gòu)成等臂長(zhǎng)的Mach — Zehnder干涉儀；來自外部系統(tǒng)的激光光源的光經(jīng)過光纖隔離器后，采用光纖分光器分成等光強(qiáng)的兩路，分別經(jīng)過不同光纖輸入到Mach - Zehnder干涉儀的兩端，為了使兩路干涉信號(hào)的附加相位差一致，正反兩個(gè)方向的光進(jìn)入構(gòu)成Mach — Zehnder干涉儀的光纖分光器后,必須通過直通臂直接相連。這種雙向共光路分布式光纖干涉儀可以用于光纜、光電復(fù)合電纜的外部安全預(yù)警和定位，對(duì)通信光纜的實(shí)時(shí)安全報(bào)警及準(zhǔn)確定位提供光學(xué)基本結(jié)構(gòu)，無需在現(xiàn)有的光纖網(wǎng)絡(luò)上做任何施工，不僅適用于陸地環(huán)境，也適用于水下環(huán)境，使之使用簡(jiǎn)單、適用環(huán)境廣闊。但是，這種雙向共光路分布式光纖干涉儀需占用通信光纜中的四根光纖，而在實(shí)際工程中通信光纜的光纖使用越來越緊張，這增加了光纖分配的實(shí)際困難；另一方面，使用這種雙向共光路分布式光纖干涉儀，接收端接收到的光信號(hào)較弱，而接收到的光信號(hào)較弱會(huì)減小探測(cè)距離的長(zhǎng)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種雙向共光路分布式光纖干涉儀，其減少了通信光纜中光纖的占用芯數(shù)，且能夠有效地增大接收端接收到的光信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度。
[0005]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種雙向共光路分布式光纖干涉儀，包括光纖隔離器、第一光纖分光器及由相同的第二光纖分光器和第三光纖分光器、傳感光纖共同構(gòu)成的等臂長(zhǎng)的Mach-Zehnder干涉儀,其特征在于還包括第一光纖環(huán)形器和第二光纖環(huán)形器；來自外部系統(tǒng)的激光光源的光經(jīng)過所述的光纖隔離器后進(jìn)入所述的第一光纖分光器，所述的第一光纖分光器將光分成等光強(qiáng)的兩路光，其中一路光通過所述的第一光纖環(huán)形器后進(jìn)入所述的第二光纖分光器，另一路光通過所述的第二光纖環(huán)形器后進(jìn)入所述的第三光纖分光器，進(jìn)入所述的Mach-Zehnder干涉儀的正反兩個(gè)方向的光通過直通臂直接相連，所述的第二光纖分光器輸出的一路干涉信號(hào)通過所述的第一光纖環(huán)形器后進(jìn)入第一接收端，所述的第三光纖分光器輸出的另一路干涉信號(hào)通過所述的第二光纖環(huán)形器后進(jìn)入第二接收端，所述的第一接收端接收到的干涉信號(hào)與所述的第二接收端接收到的干涉信號(hào)的波形一致。
[0006]所述的第一光纖分光器、所述的第二光纖分光器和所述的第三光纖分光器均米用反射鍍膜式光纖分光器。
[0007]所述的第一光纖環(huán)形器和所述的第二光纖環(huán)形器均采用三端口光纖環(huán)形器。
[0008]所述的第一光纖環(huán)形器的第一個(gè)端口與所述的第一光纖分光器的第二個(gè)端口連接，所述的第一光纖環(huán)形器的第二個(gè)端口與所述的第二光纖分光器的第一個(gè)端口連接，所述的第一光纖環(huán)形器的第三個(gè)端口與所述的第一接收端連接；所述的第二光纖環(huán)形器的第一個(gè)端口與所述的第一光纖分光器的第三個(gè)端口連接，所述的第二光纖環(huán)形器的第二個(gè)端口與所述的第三光纖分光器的第一個(gè)端口連接，所述的第二光纖環(huán)形器的第三個(gè)端口與所述的第二接收端連接；所述的第一光纖分光器的第一個(gè)端口與所述的光纖隔離器的輸出端連接；所述的第二光纖分光器的第二個(gè)端口通過傳感光纖與所述的第三光纖分光器的第二個(gè)端口連接，所述的第二光纖分光器的第三個(gè)端口通過傳感光纖與所述的第三光纖分光器的第三個(gè)端口連接。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0010]I)從Mach-Zehnder干涉儀的兩端輸出在外界擾動(dòng)的情況下波形一致而時(shí)延不一致的兩路干涉信號(hào)，通過測(cè)量?jī)陕犯缮嫘盘?hào)的時(shí)延，可以分辨出光纖沿線上某處擾動(dòng)的位置，及給出光纖沿線上某個(gè)位置的擾動(dòng)的距離信息，從而能夠?qū)崿F(xiàn)分布式檢測(cè)。
[0011]2)僅占用了通信光纜中的三根光纖(B卩:連接于第二光纖分光器的第二端與第三光纖分光器的第二端之間的光纖、連接于第二光纖分光器的第三端與第三光纖分光器的第三端之間的光纖、連接于第二光纖分光器的第一端與第一光纖環(huán)形器的第二端之間的光纖)，占用光纖芯數(shù)少。
[0012]3)采用共光路的雙向干涉儀結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)單緊湊、成本低、易于實(shí)現(xiàn)。
[0013]4)由于該雙向共光路分布式光纖干涉儀僅采用了三個(gè)光纖分光器，并利用了兩個(gè)光纖環(huán)形器，每個(gè)光纖分光器有3dB的損耗，而每個(gè)光纖環(huán)形器從一端到另一端只有0.5dB的損耗，因此相對(duì)現(xiàn)有的中國(guó)公告的專利號(hào)為200820085440.1的實(shí)用新型專利(采用了四個(gè)光纖分光器)而言，通過該雙向共光路分布式光纖干涉儀后，整體光路減少了 2dB的損耗，使得接收端接收到的光信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度增大。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的雙向共光路分布式光纖干涉儀的工作原理結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型的雙向共光路分布式光纖干涉儀的應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0017]本實(shí)用新型提出的一種雙向共光路分布式光纖干涉儀，如圖1所示，其包括光纖隔離器2、第一光纖分光器3、第一光纖環(huán)形器4、第二光纖環(huán)形器5及由偏振無關(guān)的相同的第二光纖分光器7和第三光纖分光器6、通信光纜中的兩根傳感光纖91、92共同構(gòu)成的等臂長(zhǎng)的Mach-Zehnder干涉儀,為了使從Mach-Zehnder干涉儀的兩端輸出的兩路干涉信號(hào)的附加相位差一致，要求正反兩個(gè)方向的光分別進(jìn)入Mach-Zehnder干涉儀中的第二光纖分光器7和第三光纖分光器6后必須通過直通臂直接相連；光纖隔離器2的輸入端接收來自外部系統(tǒng)的激光光源的光,光纖隔離器2的輸出端與第一光纖分光器3的第一個(gè)端口 311連接，第一光纖環(huán)形器4的第一個(gè)端口 411與第一光纖分光器3的第二個(gè)端口 312連接，第一光纖環(huán)形器4的第二個(gè)端口 412與第二光纖分光器7的第一個(gè)端口 711連接，第一光纖環(huán)形器4的第三