一种三波光纤激光自混合干涉测量方法技术

本发明专利技术公开了一种三波光纤激光自混合干涉测量方法，属于光学测量技术领域。所述系统由泵浦光源，三个光纤耦合器，三个波分复用器，三段掺铒光纤，二个光纤环行器，六个光纤光栅，一个FC/PC接头，三个探测器，二个移频器，一个出射头，二个驱动电源，一个混频器，信号处理电路1，信号处理电路2，信号处理电路3，信号处理电路4，信号处理电路5，计算机和输出结果组成。光纤及光纤器件构成三个激光谐振腔，三段掺铒光纤分别为三个激光谐振腔增益介质，光纤光栅为波长选择元件，构成三波长激光器。三波长激光经移频后,被参考物或被测物反射回各自的激光谐振腔与腔内的光产生外差自混合干涉信号。对此信号进行处理，实现对各参量测量。

【技术实现步骤摘要】
一种三波光纤激光自混合干涉测量方法
本专利技术涉及光学测量领域，尤其涉及一种三波光纤激光自混合干涉测量方法。
技术介绍
现有的与此技术相接近的文献有以下两个：[1]D.P.Hand,T.A.Carolan,J.S.Barton,andJ.D.C.Jones.“Profilemeasurementofopticallyroughsurfacesbyfiber-opticinterferometry”,Opt.Lett.,Vol.18,No.16,1993,P.1361-1363.(OpticsLetters(光学快报),第18卷,第16期,P.1361-1363)文献[1]的技术原理如图1所示。半导体激光器发出的光经过法拉第隔离器和光纤3dB耦合器后，到达测量头，测量头是一个菲索干涉仪，一部分光被光纤端面反射作为参考光，另一部分光经过自聚焦透镜聚焦后，投射到被测表面上，由被测表面反射重新回到系统中并与参考光发生干涉，干涉信号由探测器探测，干涉信号的相位决定于被测表面被测点的纵向高度；改变该激光器的驱动电流以改变激光器的发光频率，用四种不同频率的光对同一点进行测量，得到四个干涉信号，由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三波光纤激光自混合干涉测量方法，其特征在于是由980nm泵浦光源(S)，三个光纤耦合器N1、N2、N3，三个波分复用器WDM1、WDM2、WDM3，三段掺铒光纤EDF1、EDF2、EDF3，二个光纤环行器C1、C2，六个光纤光栅FBG11、FBG21、FBG31、FBG12、FBG22、FBG32，一个FC/PC接头，三个探测器PD1、PD2、PD3，二个移频器AOM1、AOM2，一个出射头G，二个驱动电源RF1、RF2，一个混频器，信号处理电路1(B1)，信号处理电路2(B2)，信号处理电路3(B3)，信号处理电路4(B4)，信号处理电路5(B5)，计算机(B6)和输出结果(B7)组...

【技术特征摘要】
2017.08.10 CN 20171068190911.一种三波光纤激光自混合干涉测量方法，其特征在于是由980nm泵浦光源(S)，三个光纤耦合器N1、N2、N3，三个波分复用器WDM1、WDM2、WDM3，三段掺铒光纤EDF1、EDF2、EDF3，二个光纤环行器C1、C2，六个光纤光栅FBG11、FBG21、FBG31、FBG12、FBG22、FBG32，一个FC/PC接头，三个探测器PD1、PD2、PD3，二个移频器AOM1、AOM2，一个出射头G，二个驱动电源RF1、RF2，一个混频器，信号处理电路1(B1)，信号处理电路2(B2)，信号处理电路3(B3)，信号处理电路4(B4)，信号处理电路5(B5)，计算机(B6)和输出结果(B7)组成；其中，光纤光栅FBG11和光纤光栅FBG12的布拉格波长相同，光纤光栅FBG21和光纤光栅FBG22的布拉格波长相同，光纤光栅FBG31和光纤光栅FBG32的布拉格波长相同；FC/PC接头的一个端面镀了1550nm波段的部分反射膜；980nm泵浦光源(S)发出的光经过光纤耦合器N1被分为三路光，第一路光经过波分复用器WDM1耦合进第一个光纤激光谐振腔，经过掺铒光纤EDF1，激发出1550nm波段的荧光，此荧光到达光纤光栅FBG11，满足光纤光栅FBG11布拉格条件的光被光纤光栅FBG11反射，反射光再次经过掺铒光纤EDF1，光强被掺铒光纤EDF1放大，经过波分复用器WDM1，光纤耦合器N2，光纤环行器C1，到达FC/PC接头，一部分光强被FC/PC接头反射，这部分光强沿原路返回光纤激光谐振腔；另一部分光强透过FC/PC接头，经过二个移频器AOM1和AOM2，到达光纤光栅FBG12，并被光纤光栅FBG12反射；被FC/PC接头反射的那部分沿原路返回光纤激光谐振腔的光强，经过光纤环行器C1，光纤耦合器N3，光纤耦合器N2，波分复用器WDM1,经过掺铒光纤EDF1，光强被掺铒光纤EDF1放大,到达光纤光栅FBG11并被光纤光栅FBG11反射，反射的光再次经过掺铒光纤EDF1，光强被掺铒光纤EDF1再次放大,经过波分复用器WDM1，光纤耦合器N2，光纤环行器C1，到达FC/PC接头，一部分光强被FC/PC接头反射，这部分光强沿原路返回光纤激光谐振腔，另一部分光强透过FC/PC接头；如此循环往复，满足光纤激光谐振腔谐振条件且在光纤光栅FBG11反射谱内的波长产生谐振，当增益大于损耗时，从FC/PC接头出射波长为光纤光栅FBG11的布拉格波长的激光；由FC/PC接头出射的激光频率为f01，激光经过二个移频器AOM1和AOM2后,其频率将产生fY频移，激光频率变为f01+fY,此光到达光纤光栅FBG12,并被光纤光栅FBG12反射，再次经过二个移频器AOM1和AOM2，激光频率将产生fY频移，激光频率变为f01+2fY,此频率的光经过FC/PC接头，与光纤激光谐振腔的光相遇，产生频率为2fY外差自混合干涉信号；此外差自混合干涉信号经过光纤环行器C1，光纤耦合器N3后，透过光纤光栅FBG32，经过光纤环行器C2，透过光纤光栅FBG22，到达探测器PD1，由探测器PD1探测，探测器PD1探测到的外差自混合干涉信号输入信号处理电路1(B1)进行处理；来自光纤耦合器N1的第二路光经过波分复用器WDM2耦合进第二个光纤激光谐振腔，经过掺铒光纤EDF2，激发出1550nm波段的荧光，此荧光到达光纤光栅FBG21，满足光纤光栅FBG21布拉格条件的光被光纤光栅FBG21反射，反射光再次经过掺铒光纤EDF2，光强被掺铒光纤EDF2放大，经过波分复用器WDM2，光纤耦合器N2，光纤环行器C1，到达FC/PC接头，一部分光强被FC/PC接头反射，这部分光强沿原路返回光纤激光谐振腔；另一部分光强透过FC/PC接头，经过二个移频器AOM1和AOM2，以及出射头G后，投射到被测物体上；被FC/PC接头反射的那部分沿原路返回光纤激光谐振腔的光强，经过光纤环行器C1，光纤耦合器N3，光纤耦合器N2，波分复用器WDM2,经过掺铒光纤EDF2，光强被掺铒光纤EDF2放大,到达光纤光栅FBG21并被光纤光栅FBG21反射，反射的光再次经过掺铒光纤EDF2，光强被掺铒光纤EDF2再次放大,经过波分复用器WDM2，光纤耦合器N2，光纤环行器C1，到达FC/PC接头，一部分光强被FC/PC接头反射，这部分光强沿原路返回光纤激光谐振腔，另一部分光强透过FC/PC接头；如此循环往复，满足光纤激光谐振腔谐振条件且在光纤光栅FBG21反射谱内的波长产生谐振，当增益大于损耗...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢芳，王辉，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11