一种基于迈克尔逊干涉仪的控制光学相位调制器制造技术

一种基于迈克尔逊干涉仪的控制光学相位调制器，包括激光器、耦合器、相位调制器、第一法拉第镜、第二法拉第镜、光电探测器以及中央控制器，所述激光器连接耦合器，所述耦合器分别通过长臂光纤、短臂光纤对应连接第一法拉第镜、第二法拉第镜，所述短臂光纤或/和长臂光纤上设置有相位调制器，所述耦合器的干涉输出端连接光电探测器，所述中央控制器分别与相位调制器、光电探测器连接。本实用新型专利技术的相位调制器，精确控制光学相位调制器可以快速的、准确的控制光学相位，可以适应各种光纤测量系统中。根据光学系统的需要，把光学相位控制在任何一个需要的相位上，对于环境干扰导致的光学相位变化进行补偿，提高光纤测量设备的精度和速度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于迈克尔逊干涉仪的控制光学相位调制器
本专利技术涉及安全通信
，特别涉及一种基于迈克尔逊干涉仪的控制光学相位调制器。
技术介绍
迈克尔逊光纤干涉仪具有对温度、振动敏感、产生量子相位噪声等特点。基于以上的特点迈克尔逊干涉仪被广泛的应用在温度、振动、成像方面、量子通信方面。光纤对于振动和温度非常敏感，所以光纤测量技术广泛的应用在振动和温度等精密测量之中。振动和温度会影响光纤中的光相位变化，通过测量光的相位变化就可以精确测量振动和温度。但是由于光纤易受到环境的干扰改变光学相位。所以在光纤测量设备中要精确的控制光学相位，对于环境干扰导致的光学相位变化进行补偿。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种基于迈克尔逊干涉仪的控制光学相位调制器，以精确的控制光学相位，对于环境干扰导致的光学相位变化进行补偿，同时提高光纤测量设备的精度和速度。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种基于迈克尔逊干涉仪的控制光学相位调制器，包括激光器、耦合器、相位调制器、第一法拉第镜、第二法拉第镜、光电探测器以及中央控制器，所述激光器连接耦合器，所述耦合器分别通过长臂光纤、短臂光纤对应连接第一法拉第镜、第二法拉第镜，所述短臂光纤或/和长臂光纤上设置有相位调制器，所述耦合器的干涉输出端连接光电探测器，所述中央控制器分别与相位调制器、光电探测器连接。优选地，所述短臂光纤上设置有可调衰减器。优选地，所述相位调制器采用压电陶瓷相位调制器。优选地，所述中央控制器采用stm32单片机。与现有技术相比，本专利技术有以下有益效果：本专利技术的基于迈克尔逊干涉仪的控制光学相位调制器，精确控制光学相位调制器可以快速的、准确的控制光学相位，可以适应各种光纤测量系统中。根据光学系统的需要，把光学相位控制在任何一个需要的相位上，对于环境干扰导致的光学相位变化进行补偿，提高光纤测量设备的精度和速度。附图说明图1为本专利技术基于迈克尔逊干涉仪的控制光学相位调制器的原理框图；图2为本专利技术中压电陶瓷相位调制器的外形图。图中：激光器100，耦合器200，相位调制器300，第一法拉第镜400，第二法拉第镜500，光电探测器600以及中央控制器700，长臂光纤800，短臂光纤900，可调衰减器901。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术进行清楚、完整地描述。如图1所示，一种基于迈克尔逊干涉仪的控制光学相位调制器，包括激光器100、耦合器200、相位调制器300、第一法拉第镜400、第二法拉第镜500、光电探测器600以及中央控制器700，所述耦合器200采用3db耦合器，所述光电探测器600用于检测光强度信号，并且把光强度信号转换为电压信号，所述激光器100连接耦合器200，所述耦合器200分别通过长臂光纤800、短臂光纤900对应连接第一法拉第镜400、第二法拉第镜500，所述短臂光纤900或/和长臂光纤800上设置有相位调制器300，所述耦合器200的干涉输出端连接光电探测600器，所述中央控制器700分别与相位调制器300、光电探测器600连接。所述短臂光纤900上设置有可调衰减器901，所述可调衰减器901可将经过短臂光纤900中的光信号衰减至与长臂光纤800中的一致，可降低对延时光纤低损耗的要求。所述相位调制器300采用压电陶瓷相位调制器。所述中央控制器700采用stm32单片机。所述耦合器200、相位调制器300、第一法拉第镜400、第二法拉第镜500以及短臂光纤900和长臂光纤800构成了一种迈克尔逊干涉仪，激光器100发出激光，经过3db耦合器分为两束功率相等的激光分别进入干涉仪的两臂中，其中一路光通过光纤延长线再通过法拉第镜反射回3db耦合器，另一路光通过相位调制器300再经过法拉第镜反射回3db耦合器。两路光经过3db耦合器形成干涉，光电探测器600探测光干涉强度，并转换为电压信号传递给stm32单片机。迈克尔逊干涉仪的相位对应了不同的干涉光强，所以通过测量得到的干涉光强，可以确定干涉仪的相位状态。根据上述特点，使用stm32单片机对干涉光强进行分析，来确定相位大小，再通过stm32单片机中的PID算法来精确控制压电陶瓷相位调制器，可以精确的调制到所需要的光学相位。所述PID具体算法如下：PID＝Uk+KP*[E(k)-E(k-1)]+KI*E(k)+KD*[E(k)-2E(k-1)+E(k-2)]；其中PID为需要达到的电压；Uk为上次输出电压；KP、KI、KD为自反馈控制系数；E(k)是本次采样后偏差，E(k-1)是上一次采样后偏差，E(k-2)是上两次采样后偏差。光强度信号通过光电探测器转换为电压信号，所以电压信号与光强度信号一一对应关系。PID算法是通过偏差的比例、积分、微分的方式进行自动控制，可以快速准确的使被控制量达到所需要的目标要求。PID算法对采集得到的电压信号进行分析，然后输出一个控制电压到压电陶瓷相位调制器上，电压改变光学相位变化，干涉强度信号也随着光学相位的变化而变化。经过PID的运算改变光学相位，使干涉光强达到设定的目标。压电陶瓷相位调制器由环柱型压电陶瓷和裸光纤组成。如图2所示，压电陶瓷为环柱型，内壁和外壁分别加正电压和负电压。通电以后压电陶瓷会沿着径向伸缩。裸光纤紧密的缠绕在压电陶瓷的外壁，压电陶瓷伸缩的同时带动光纤伸缩，改变光学相位。压电陶瓷外加电压由单片机stm32控制。本专利技术的基于迈克尔逊干涉仪的控制光学相位调制器，精确控制光学相位调制器可以快速的、准确的控制光学相位，可以适应各种光纤测量系统中。根据光学系统的需要，把光学相位控制在任何一个需要的相位上，对于环境干扰导致的光学相位变化进行补偿，提高光纤测量设备的精度和速度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于迈克尔逊干涉仪的控制光学相位调制器，其特征在于，包括激光器、耦合器、相位调制器、第一法拉第镜、第二法拉第镜、光电探测器以及中央控制器，所述激光器连接耦合器，所述耦合器分别通过长臂光纤、短臂光纤对应连接第一法拉第镜、第二法拉第镜，所述短臂光纤或/和长臂光纤上设置有相位调制器，所述耦合器的干涉输出端连接光电探测器，所述中央控制器分别与相位调制器、光电探测器连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于迈克尔逊干涉仪的控制光学相位调制器，其特征在于，包括激光器、耦合器、相位调制器、第一法拉第镜、第二法拉第镜、光电探测器以及中央控制器，所述激光器连接耦合器，所述耦合器分别通过长臂光纤、短臂光纤对应连接第一法拉第镜、第二法拉第镜，所述短臂光纤或/和长臂光纤上设置有相位调制器，所述耦合器的干涉输出端连接光电探测器，所述中央控制器分别与相位调...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈切春，黄蕾蕾，赵义博，
申请(专利权)人：浙江九州量子信息技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33