一种基于光纤端面Fizeau干涉的全光纤微型光谱仪制造技术

本发明专利技术公开了一种基于光纤端面Fizeau干涉的全光纤微型光谱仪，光谱仪光路结构为全光纤光路结构，光纤端面Fizeau干涉仪产生的干涉信号，通过单模光纤、环形器和耦合器分成两路，其中一路经环形器、光纤布拉格光栅后传输至光电探测器，另一路直接传送至另一个光电探测器；通过对两个光电探测器输出的电信号进行处理分析，获得干涉光强随光程差变化关系，再对干涉光强随光程差变化关系进行功率谱分析，便准确获取被测光束的光谱；通过两个光电探测器接收到光强信号之间的相互关系，获得被测光干涉光强随光程差的变化规律，光谱分析性能不受干涉光程差随时间非均匀变化、光功率波动、环境噪声因素的影响。光谱仪体积超小、成本低、易产业化。产业化。产业化。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光纤端面Fizeau干涉的全光纤微型光谱仪


[0001]本专利技术属于光谱测量领域，尤其涉及微型光谱仪、光谱分析方法。
技术背景
[0002]光谱仪是分析光谱不可或缺的工具，在科学研究、工业生产、生活医疗、食品安全、环境监测等各个领域有着广泛的用途。传统的光谱仪体积庞大、价格昂贵、对使用环境要求苛刻，仅能在特定的实验室环境中实现对光谱的分析。目前，虽然出现了一些小型化的光谱仪，但由于其光谱分析原理仍然延续传统光谱仪的光谱分析原理，仅仅利用微纳加工技术在几何尺寸上将传统光谱仪做一定程度的缩小，而简单地在传统工作原理的基础上压缩体积，却不可避免地会带来光谱仪性能的下降。例如，现有基于色散原理的光谱仪在小型化后，由于空间的限制，使得光谱分辨率很低；再例如，相比传统光谱仪，虽然目前的微型红外傅立叶光谱仪的体积已大为缩小，但是由于光谱仪的工作原理并未改变，因此依旧难以突破由于动镜扫描的非均匀性、扫描精度低及扫描范围有限等因素所导致的光谱分辨力低、光谱分析范围有限等技术瓶颈问题。
[0003]此外，现有小型化光谱仪的制作都需要超精细微加工工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光纤端面Fizeau干涉的全光纤微型光谱仪，其特征在于：光谱仪光路结构为全光纤光路结构，包括第一光纤环形器(6)，通过光纤与第一光纤环形器(6)连接的光纤收光接头(12)、光纤端面Fizeau干涉仪(1)和1
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2光纤耦合器(7)，通过光纤与1
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2光纤耦合器(7)连接的第二光纤环形器(9)和第一光电探测器(10)，通过光纤与第二光纤环形器(9)连接的光纤布拉格光栅(8)和第二光电探测器(11)；被测光(13)通过光纤收光接头(12)耦合进光谱仪光路中，再经过第一光纤环形器(6)传输至光纤端面Fizeau干涉仪(1)产生干涉，干涉后的光经过1
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2光纤耦合器(7)分成两路，其中一路直接传输至第一光电探测器(10)，另一路经过第二光纤环形器(9)传输至光纤布拉格光栅(8)，由光纤布拉格光栅8从干涉光中选择特定波长的光，然后再经过第二光纤环形器(9)传输至第二光电探测器(11)，通过对第一光电探测器(10)和第二光电探测器(11)输出的电信号进行处理分析，获得被测光的光谱；通过两个光电探测器接收到光强信号之间的相互关系，获得被测光干涉光强随光程差的变化规律，光谱分析性能不受干涉光程差随时间非均匀变化、光功率波动、环境噪声因素的影响。2.根据权利要求1所述的基于光纤端面Fizeau干涉的全光纤微型光谱仪，其特征在于：所述光纤端面Fizeau干涉仪(1)包括毛细管(3)，设置在毛细管(3)一端面上的抛光单晶硅片(2)，设置在毛细管(3)内相连接的GRIN光纤(4)和单模光纤(5)，通过移动毛细管(3)中GRIN光纤(4)端面与抛光单晶硅片(2)之间的间距d来调节Fizeau干涉的光程差；光纤端面Fizeau干涉仪(1)产生干涉的原理是GRIN光纤(4)端面与空气接触面反射回GRIN光纤(4)的GRIN/空气界面反射光(15)与由抛光单晶硅片(2)反射回GRIN光纤(4)中的抛光硅片/空气反射光(16)相互干涉。3.根据权利要求2所述的基于光纤端面Fizeau干涉的全光纤微型光谱仪，其特征在于：通过抽拉单模光纤(5)或毛细管(3)的方法改变光程差，或将GRIN光纤(4)竖直放置，在端面上滴加可蒸发或可挥发液体，通过液体的蒸发...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩春阳，丁晖，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：