一种光纤相干多普勒探测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种光纤相干多普勒探测系统，包括激光源、光电探测器、分光器件和光学发射接收系统，还包括设置于所述光学发射接收系统与分光器件之间的部分反射器件，所述部分反射器件用于将其反射的激光作为本振光，与经过所述光学发射接收系统返回的信号光直接实现相干拍频。本实用新型专利技术可消除信号光和本振光的光路差异，提高探测系统的探测效率，降低相干探测器件成本，提高探测系统的稳定性。

An optical fiber coherent Doppler detection system

【技术实现步骤摘要】
一种光纤相干多普勒探测系统
本技术涉及探测系统的
，特别涉及一种光纤相干多普勒探测系统。
技术介绍
光纤相干多普勒探测，是利用光的相干性将包含有被测信号的探测光和作为基准的参考光在满足一定条件下进行混频，输出两光波的差频信号的一种检测技术。现有技术的光纤相干探测技术上主要采用以下方案：一方面，激光源输出一路激光依次经过光纤环形器、光学发射接收系统后进入空间目标区域，空间目标区域反射或散射的信号光经过光学发射接收系统返回至光纤环形器；另一方面，激光源输出另一路本振光，所述信号光经过所述光纤环形器后与所述本振光通过光纤混频器或者光纤耦合器进行相干拍频干涉形成拍频光，然后所述拍频光依次通过光电探测器、D/A转换器等，得出所需空间目标区域内时域或多普勒频域信息。但是现有技术中的光纤相干多普勒探测系统还存在以下问题：第一，现有技术中需要激光器输出一路本振光与返回的信号光进行拍频干涉，增加激光源的内部器件成本和一处故障点；第二，本振光与信号光需经过光纤混频器或者耦合器进行干涉，增加了一处相干探测器件成本；第三，本振光与主路发射并返回的信号光存在光路差异，中间经过不同的光纤器件，存在退偏效应，造成拍频效率下降，影响有效信号探测获取。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种探测效率高、稳定性高的光纤相干多普勒探测系统。本技术的技术方案是：一种光纤相干多普勒探测系统，包括激光源、分光器件、光学发射接收系统和光电探测器，所述分光器件接收所述激光源发出的激光并传输至所述光学发射接收系统，并经所述光学发射接收系统后进入空间目标区域，所述空间目标区域反射或散射回的信号光经过所述光学发射接收系统返回所述分光器件，并经所述分光器件传输至所述光电探测器；其特征在于：还包括设置于所述光学发射接收系统与所述分光器件之间的部分反射器件，所述部分反射器件用于在所述分光器件将激光源发出的激光传输至所述光学发射接收系统的过程中，部分反射激光源发出的激光作为本振光，并将所述本振光与经过所述光学发射接收系统返回所述分光器件的所述信号光，在所述部分反射器件处实现相干拍频。进一步的，所述分光器件为光纤环形器，所述光纤环形器包括对应于所述激光源之间光传输的第一端口、对应于所述光学发射接收系统之间光传输的第二端口，以及对应于所述光电探测器之间光传输的第三端口。进一步的，所述部分反射器件作为所述光纤环形器的所述第二端口。进一步的，所述第二端口为非FC/PC或FC/APC标准参数端口，由研磨加工或者光学镀膜方法制成，所述第二端口的光纤端对激光源发出的激光具有部分反射率。进一步的，所述第二端口由单独加工一段端头的光纤跳线之后与标准光纤环形器的对应于所述光学发射接收系统之间光传输的端口相连接或者熔接而成。进一步的，所述部分反射器件为设置于所述光纤环形器与所述光学发射接收系统之间的光纤部分反射器件。进一步的，所述分光器件为准直分光系统，所述准直分光系统包括对应于所述激光源之间光传输的第四端口、对应于所述光学发射接收系统之间光传输的第五端口，以及对应于所述光电探测器之间光传输的第六端口。进一步的，所述第五端口为空间光结构，在所述第五端口与所述光学发射接收系统之间设置有部分反射光学元件。进一步的，所述部分反射光学元件为对激光源发出的激光具有部分反射率的光学镜片或镜片组。进一步的，所述准直分光系统中设有偏振分光棱镜或者布鲁斯特片，以将所述相干拍频后的拍频光经过所述第六端口到达所述光电探测器。本技术具有以下有益效果：(1)通过在光所述光学发射接收系统与分光器件之间设置部分反射器件，其反射激光作为本振光与信号光进行相干拍频，可消除信号光和本振光的光路差异，提高探测系统的探测效率；(2)减少激光源的本振光输出及光纤混频器或者光纤耦合器件，降低相干探测器件成本，提高探测系统的稳定性。附图说明图1是本技术实施例1提供的一种光纤相干多普勒探测系统的结构示意图；图2是本技术实施例2提供的一种光纤相干多普勒探测系统的结构示意图；图3是本技术实施例3提供的一种光纤相干多普勒探测系统的结构示意图；具体实施方式下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或者光路连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。实施例1：参见图1，为实施例1的一种光纤相干多普勒探测系统，包括激光源100、光电探测器300、分光器件500和光学发射接收系统200，还包括设置于所述光学发射接收系统200与分光器件500之间的部分反射器件，所述部分反射器件对激光源发出的激光具有部分反射率，其反射的激光作为本振光，与经过所述光学发射接收系统200返回的信号光直接在所述部分反射器件处实现相干拍频。一方面，不需要额外的光纤混频器或者耦合器件，实现降低成本，另一方面，减少激光源100的本振光输出，提高探测系统稳定性，消除了信号光与本振光的光路差异。在本实施例中，所述分光器件500为光纤环形器，所述光纤环形器包括对应于所述激光源100之间光传输的第一端口1、对应于所述光学发射接收系统200之间光传输的第二端口2，以及对应于所述光电探测器300之间光传输的第三端口3。上述第一端口1、第二端口2和第三端口3对应的所述光传输均是通过光纤进行传输。在本实施例中，所述部分反射器件为所述光纤环形器的所述第二端口2，优选地，所述第二端口2为非FC/PC或FC/APC标准参数端口，由研磨加工或者光学镀膜方法制成，所述第二端口的光纤端对激光源发出的激光具有部分反射率；或者，所述第二端口2由单独加工一段端头的光纤跳线之后与标准光纤环形器的对应于所述光学发射接收系统之间光传输的端口相连接或者熔接而成。所述光纤相干多普勒探测系统的探测过程为：所述激光源100输出一路激光，通过所述第一端口1进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤相干多普勒探测系统，包括激光源、分光器件、光学发射接收系统和光电探测器，所述分光器件接收所述激光源发出的激光并传输至所述光学发射接收系统，并经所述光学发射接收系统后进入空间目标区域，所述空间目标区域反射或散射回的信号光经过所述光学发射接收系统返回所述分光器件，并经所述分光器件传输至所述光电探测器；其特征在于：还包括设置于所述光学发射接收系统与所述分光器件之间的部分反射器件，所述部分反射器件用于在所述分光器件将激光源发出的激光传输至所述光学发射接收系统的过程中，部分反射激光源发出的激光作为本振光，并将所述本振光与经过所述光学发射接收系统返回所述分光器件的所述信号光，在所述部分反射器件处实现相干拍频。/n

【技术特征摘要】
1.一种光纤相干多普勒探测系统，包括激光源、分光器件、光学发射接收系统和光电探测器，所述分光器件接收所述激光源发出的激光并传输至所述光学发射接收系统，并经所述光学发射接收系统后进入空间目标区域，所述空间目标区域反射或散射回的信号光经过所述光学发射接收系统返回所述分光器件，并经所述分光器件传输至所述光电探测器；其特征在于：还包括设置于所述光学发射接收系统与所述分光器件之间的部分反射器件，所述部分反射器件用于在所述分光器件将激光源发出的激光传输至所述光学发射接收系统的过程中，部分反射激光源发出的激光作为本振光，并将所述本振光与经过所述光学发射接收系统返回所述分光器件的所述信号光，在所述部分反射器件处实现相干拍频。


2.根据权利要求1所述的光纤相干多普勒探测系统，其特征在于：所述分光器件为光纤环形器，所述光纤环形器包括对应于所述激光源之间光传输的第一端口、对应于所述光学发射接收系统之间光传输的第二端口，以及对应于所述光电探测器之间光传输的第三端口。


3.根据权利要求2所述的光纤相干多普勒探测系统，其特征在于：所述部分反射器件作为所述光纤环形器的所述第二端口。


4.根据权利要求3所述的光纤相干多普勒探测系统，其特征在于：所述第二端口为非FC/PC或FC/APC标准参数端口，由研磨加工或者光学镀膜方法制成，所述第二端口的光纤端对激光...

【专利技术属性】
技术研发人员：林志锋，
申请(专利权)人：北京科航理达技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11