The invention provides an optical fiber low coherence interference displacement demodulation device and a method based on a photoelectric oscillator. The first optical fiber coupler, the tunable optical retarder and the second optical fiber coupler form the Maher Del interferometer structure, and the broadband low coherent light generates the interference light field output through the structure of the former Del interferometer. The electro-optic modulator, the optical fiber, the photoelectric detector, the radio frequency amplifier and the radio frequency beam splitter form the photoelectric oscillator. By measuring the frequency value of the generated RF signal, the displacement variation of the position device is obtained. The invention relates to a displacement sensing demodulation method which can be used for high precision displacement detection, or other sensors, such as strain, temperature, thickness, refractive index and pressure, etc..
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及位移信息解调领域,具体涉及基于光电振荡器的光纤低相干干涉位移解调设备及其解调方法。
技术介绍
光纤低相干干涉测量技术作为一种重要的非接触测量方式,由于具有结构简单、测量速度快及分辨率高的优点,在光学系统的非接触测量及生物医学影像等前沿领域具有广阔的应用前景。光纤低相干干涉技术通常由宽带低相干光源照明的迈克尔逊干涉仪组成。光路部分采用单模光纤连接,低相干光源发出的激光经2x2的光纤耦合器之后,分别进入有反射镜的参考臂和放有被测样品的样品臂。反射镜反射回来的光(参考光)和样品背向散射光(信号光),再次在光纤耦合器处产生干涉信号。从反射镜返回的参考光和被样品背向散射的信号光,只有在它们的光程差处于光源的相干长度范围内时,才能产生明显的干涉。产生的干涉信号被光电探测器接收,通过提取干涉信号振幅、相位、包络、零光程差位置等信息,获得被测样品的某些特征信息,实现对被测样品的检测。在基于光纤低相干干涉技术的位移测量应用中,如何实现对干涉光场包络峰值的准确定位是获得高精度位移检测的关键。为得到干涉光场包络峰值,通常采用时间扫描式和空间扫描式两种方式。时间扫描式可以测量很大的范围,但由于需要对其中一个反射镜进行机械扫描,其长期可靠性和稳定性较差,测量精度只在微米量级。空间扫描式采用线阵CCD器件进行电扫描,其长期可靠性高,但线阵CCD的像元有限,其测量范围通常较小,只有几十个微米。此外,两种方法都需要经光电转换和采集卡A/D转换后送入计算机进行数据分析处理才能解调出被测位移量。为解决现有技术存在的问题,我们提出一种新型的光纤低相干干涉位移解调技术。专利技术内 ...
【技术保护点】
基于光电振荡器的光纤低相干干涉位移解调设备,其特征在于,包括通过光纤依次连接的宽带低相干光源、第一光纤耦合器、可调光延迟器、第二光纤耦合器、电光调制器和光电探测器以及与所述光电探测器依次电连接的射频放大器和射频分束器;其中,所述第一光耦合器和第二光耦合器还通过光纤直接连接;所述射频分束器还与电光调制器电连接。
【技术特征摘要】
1.基于光电振荡器的光纤低相干干涉位移解调设备,其特征在于,包括通过光纤依次连接的宽带低相干光源、第一光纤耦合器、可调光延迟器、第二光纤耦合器、电光调制器和光电探测器以及与所述光电探测器依次电连接的射频放大器和射频分束器;其中,所述第一光耦合器和第二光耦合器还通过光纤直接连接;所述射频分束器还与电光调制器电连接。2.根据权利要求1所述的解调设备,其特征在于:所述第一光纤耦合器、可调光延迟器和第二光纤耦合器构成马赫曾德尔干涉仪结构;所述电光调制器、光电探测器、射频放大器和射频分束器构成光电振荡器。3.根据权利要求1所述的解调设备,其特征在于:所述宽带低相干光源经第一光纤耦合器分为两路信号,一路信号经可调光延迟器进入第二光纤耦合器,另一路信号直接进入第二光纤耦合器,随后两路信号在第二光纤耦合器处产生干涉光场,产生的干涉光场进入电光调制器中被射频信号调制,调制后的光信号经单模光纤传输后在光电探测器处产生射频信号,生成的射频信号被射频放大器放大后进入射频分束器,射频分束器将射频信号一分为二,一路射频信号连接到电光调制器的射频端口,另一路射频信号作为输出并测量其频率值。4.根据权利要求2所述的解调设备,其特征在于:所述马赫曾德尔干涉仪结构其两臂...
【专利技术属性】
技术研发人员:郑狄,潘炜,闫连山,邹喜华,
申请(专利权)人:西南交通大学,
类型:发明
国别省市:四川;51
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