【技术实现步骤摘要】
一种直接探测型全光纤旋转多普勒测速仪
本专利技术属于光学测量领域，更具体地，涉及一种直接探测型全光纤旋转多普勒测速仪。
技术介绍
1842年，物理学家多普勒发现波源与观察者发生相对运动时，波的频率会发生改变，后人将其总结为多普勒效应。多普勒效应经过百余年的发展已广泛应用于各个领域，诸如天体物理，医学检查，速度测量等。特别地，基于多普勒效应发展起来的激光多普勒测速仪由于其独特的优势，成为了工程测量领域不可或缺的设备。其中，直接探测式的激光多普勒测速仪采用的是一种多普勒频移差分的方法，利用两高斯光束倾斜干涉产生的光场对平移运动测速。这里，在倾斜干涉光场中，物体运动方向与两高斯光束的夹角不同，因此产生的多普勒频移存在差异，从而直接产生拍频信号用于探测。为了提升测速仪的抗干扰能力与集成度，人们利用光纤器件代替分立的自由空间器件，发展出全光纤多普勒测速仪。目前，全光纤多普勒测速仪的制造与产品已经较为成熟，具有低成本、便携等优势，成为许多测量场合的首要选择。然而，由于原理上的局限，传统的多普勒测速仪只能通过测量旋转物体局部的线速度来间接...
【技术保护点】
1.一种直接探测型全光纤旋转多普勒测速仪，其特征在于，包括激光器，第一光纤，光纤模式转换器，第二光纤，探头，第三光纤，检测装置；/n所述激光器用于输出基模高斯光通过第一光纤输送到所述光纤模式转换器，所述光纤模式转换器用于将基模高斯光转换为光纤高阶线偏振模式，所述第二光纤用于将光纤高阶线偏振模式输送到所述探头，所述探头用于对光纤高阶线偏振模式准直并将其作为探测光垂直照射旋转待测物体，所述探头还用于收集旋转待测物体散射的信号光并将信号光耦合至所述第三光纤，所述第三光纤用于将信号光输送到所述检测装置，所述检测装置用于对信号光进行检测与信号处理，计算出待测物体的旋转速度，实现基于旋...
【技术特征摘要】
1.一种直接探测型全光纤旋转多普勒测速仪，其特征在于，包括激光器，第一光纤，光纤模式转换器，第二光纤，探头，第三光纤，检测装置；
所述激光器用于输出基模高斯光通过第一光纤输送到所述光纤模式转换器，所述光纤模式转换器用于将基模高斯光转换为光纤高阶线偏振模式，所述第二光纤用于将光纤高阶线偏振模式输送到所述探头，所述探头用于对光纤高阶线偏振模式准直并将其作为探测光垂直照射旋转待测物体，所述探头还用于收集旋转待测物体散射的信号光并将信号光耦合至所述第三光纤，所述第三光纤用于将信号光输送到所述检测装置，所述检测装置用于对信号光进行检测与信号处理，计算出待测物体的旋转速度，实现基于旋转多普勒效应的全光纤式的旋转运动测量。
2.根据权利要求1所述的直接探测型全光纤旋转多普勒测速仪，其特征在于，所述光纤模式转换器采用非对称耦合型、光纤光栅型或模式定向耦合型；
其中，所述非对称耦合型，输入端为单模光纤，输出端为多模光纤，单模光纤与多模光纤采用端对端非对称方式连接，通过偏振控制器对输入端与输出端的工作状态调节，选择性地激发光纤高阶线偏振模式；
所述光纤光栅型，输入端为单模光纤，输出端为少模光纤，单模光纤与少模光纤采用对准连接，通过少模光纤中的长周期光纤光栅将高斯基模转换为光纤高阶线偏振模式；
所述模式定向耦合型，输入端为单模光纤，输出端为少模光纤、多模光纤或环形光纤，通过光纤预拉锥匹配和两根光纤同时拉锥熔接，将锥区中输入端的高斯基模耦合到输出端的高阶线偏振模，通过偏振控制器对输入端与输出端的工作状态调节，输出光纤高阶线偏振模式。
3.根据权利要求1所述的直接探测型全光纤旋转多普勒测速仪，其特征在于，所述第二光纤，采用与所述模式转换器输出端同类型的光纤，或者采用支持高阶线偏振模式的环形光纤，其与所述模式转换器的输出端焊接，滤除其他模式并输出高纯度的光纤高阶线偏振模式。
4.根据权利要求1所述的直接探...
【专利技术属性】
技术研发人员：王健，万镇宇，张文冠，郑世杰，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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