本申请公开了一种全光纤激光波长检测装置和方法，所述装置包括：参考光发生器、待测光输入单元、第一耦合器、光程调节单元、参考臂光纤、干涉臂光纤、第二耦合器、带阻单元、带通单元和信号处理单元；参考光发生器产生参考激光、待测光输入单元获取待测激光；第一耦合器将参考激光和待测激光分束到参考臂光纤和干涉臂光纤中，得到参考臂信号和干涉臂信号；第二耦合器接收参考臂信号和干涉臂信号形成的混合光信号；带阻单元和带通单元对混合光信号进行带阻和带通滤波，得到待测激光干涉光信号和参考激光干涉光信号，通过信号处理单元确定待测激光的波长。本发明专利技术能够避免激光波长检测中空间环境的干扰，省去繁琐的调光过程，提高了抗干扰能力。了抗干扰能力。了抗干扰能力。
【技术实现步骤摘要】
一种全光纤激光波长检测装置和方法
[0001]本专利技术涉及激光波长测量
，具体涉及一种全光纤激光波长检测装置和方法。
技术介绍
[0002]随着激光器的诞生，以激光为基础的测量技术开始在计量学、信息科学、通信、天文等领域占有越来越重要的地位。激光波长作为测量基准值，已经被广泛应用于位移、平面度、粗糙度、振动、重力加速度、垂直度等的测量，是精密加工、精密机械制造和微电子领域的重要参数。因此，精确地测量激光波长不仅可以保证激光测量的准确性，更是量值溯源的关键技术。
[0003]现有的主流激光波长测量方法一般采用光程差为十几厘米的迈克尔逊干涉仪或斐索干涉仪达成。这类方法的测量精度较高，但由于激光需要经过空间传输，因此容易受到环境的干扰，且激光在传输过程中需要经过多种光学元件调谐如分光镜、反射镜等，这对各个光学元件的光洁度以及元件之间的位置及角度的调节精度提出了更高的要求，也导致整个系统的抗振能力差、抗污染水平低。
[0004]因此，需要设计一种新的激光波长测量装置和方法，用来解决现有的激光波长测量中存在的调光难度高、抗干扰性能弱的问题。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，有必要提供一种全光纤激光波长检测装置和方法，用以解决现有的激光波长测量装置存在的调光难度高、抗振性能弱、抗环境污染能力差的问题。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术提供一种全光纤激光波长检测装置，包括：参考光发生器、待测光输入单元、第一耦合器、光程调节单元、参考臂光纤、干涉臂光纤、第二耦合器、带阻单元、带通单元和信号处理单元；
[0007]所述参考光发生器用于产生参考激光；
[0008]所述待测光输入单元用于获取待测激光；
[0009]所述第一耦合器用于将所述参考激光和所述待测激光分别分束到所述参考臂光纤和干涉臂光纤中，得到参考臂信号和干涉臂信号；所述参考臂光纤与所述干涉臂光纤相互匹配；
[0010]所述光程调节单元用于使所述参考臂信号和干涉臂信号产生预设的光程差；
[0011]所述第二耦合器用于接收所述参考臂信号和干涉臂信号形成的混合光信号，将所述混合光信号输入到所述带阻单元和带通单元中；
[0012]所述带阻单元用于对所述混合光信号进行带阻滤波，得到待测激光干涉光信号；
[0013]所述带通单元用于对所述混合光信号进行带通滤波，得到参考激光干涉光信号；
[0014]所述信号处理单元用于对所述待测激光干涉光信号和参考激光干涉光信号进行光电转换，得到待测激光检测信号和参考激光干涉检测信号，并根据所述参考激光检测信
号和待测激光检测信号确定所述待测激光的波长。
[0015]进一步的，所述信号处理单元包括光电转换模块、模数转换模块和数据分析模块；
[0016]所述光电转换模块，用于将所述待测激光干涉光信号和参考激光干涉光信号分别转换为待测激光检测信号和参考激光干涉检测信号；
[0017]所述模数转换模块，用于对所述待测激光检测信号和参考激光干涉检测信号进行模拟信号到数字信号的转换；
[0018]所述数据分析模块，用于完成对转换为数字信号的待测激光检测信号和参考激光干涉检测信号进行采集和分析，确定所述待测激光的波长。
[0019]进一步的，所述参考光发生器为氦氖激光发生器。
[0020]进一步的，所述第一耦合器和第二耦合器均为2*2光纤耦合器。
[0021]进一步的，所述光程调节单元包括压电陶瓷、压电驱动模块和电压控制模块；所述干涉臂光纤绕设在所述压电陶瓷上；
[0022]所述电压控制模块用于向所述压电驱动模块发送驱动信号；
[0023]所述压电驱动模块用于根据所述驱动信号对所述压电陶瓷进行驱动控制；
[0024]所述压电陶瓷用于在所述压电驱动模块的控制下产生直径变化，使所述参考臂信号和干涉臂信号产生预设的光程差。
[0025]进一步的，所述带阻单元包括带阻滤光片；
[0026]所述带阻滤光片用于对所述混合光信号中所述参考光的干涉光信号进行滤除，得到所述待测激光干涉光信号。
[0027]进一步的，所述带通单元包括带通滤光片；
[0028]所述带通滤光片用于在所述混合光信号中分离出所述参考光的干涉光信号，得到所述参考激光干涉光信号。
[0029]进一步的，参考臂光纤和干涉臂光纤采用单模光纤或空芯光纤。
[0030]进一步的，所述数据分析模块包括FPGA处理器。
[0031]本专利技术还提供一种全光纤激光波长检测方法，采用上述任一技术方案所述的全光纤激光波长检测装置，包括：
[0032]通过所述参考光发生器产生参考激光，通过所述待测光输入单元获取待测激光；
[0033]通过所述第一耦合器将所述参考激光和所述待测激光分别分束到所述参考臂光纤和干涉臂光纤中，得到参考臂信号和干涉臂信号；所述光程调节单元使所述参考臂信号和干涉臂信号产生预设的光程差；
[0034]通过第二耦合器接收所述参考臂信号和干涉臂信号形成的混合光信号，将所述混合光信号输入到所述带阻单元和带通单元中；通过所述带阻单元和所述带通单元分别对所述混合光信号进行带阻滤波和带通滤波，得到待测激光干涉光信号和参考激光干涉光信号；
[0035]通过所述信号处理单元对所述待测激光干涉光信号和参考激光干涉光信号进行光电转换，得到待测激光检测信号和参考激光干涉检测信号，并根据所述参考激光检测信号和待测激光检测信号确定所述待测激光的波长。
[0036]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：首先，通过参考光发生器产生参考激光，并通过待测光输入单元获取待测激光；其次，利用参考臂光纤和干涉臂光纤得到参考臂
信号和干涉臂信号；再次，对参考臂信号和干涉臂信号形成的混合光信号进行带通滤波和带阻滤波，得到待测激光干涉光信号和参考激光干涉光信号；最后，对待测激光干涉光信号和参考激光干涉光信号进行光电转换，并根据参考激光检测信号和待测激光检测信号确定所述待测激光的波长。本专利技术的装置中，参考光和待测光均在光纤中完成传输，将干涉光的产生环境转移到光纤内部，避免了外界环境对光路的干扰；利用光纤进行干涉光路的搭建，极大的简化了光路调节的复杂度，省去了传统光波长计中的反射镜、分光镜等部件的同时，也优化了传统光路搭建时需要考虑各元件位置、角度等因素的繁琐调节过程；装置的构成更加模块化，且光纤的种类可根据具体的测量要求进行调整与更换，能够满足对不同类型激光的检测需求。
附图说明
[0037]图1为本专利技术提供的一种全光纤激光波长检测装置一实施例的结构示意图；
[0038]图2为本专利技术提供的信号处理单元一实施例的结构示意图；
[0039]图3为本专利技术提供的光程调节单元一实施例的结构示意图；
[0040]图4为本专利技术提供的一种全光纤激光波长检测装置另一实施例的结构示意图；
[0041]图5为本专利技术提供的一种全光纤激光波长检测方法一实施例的流程示意图。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种全光纤激光波长检测装置，其特征在于，包括：参考光发生器、待测光输入单元、第一耦合器、光程调节单元、参考臂光纤、干涉臂光纤、第二耦合器、带阻单元、带通单元和信号处理单元；所述参考光发生器用于产生参考激光；所述待测光输入单元用于获取待测激光；所述第一耦合器用于将所述参考激光和所述待测激光分别分束到所述参考臂光纤和干涉臂光纤中，得到参考臂信号和干涉臂信号；所述参考臂光纤与所述干涉臂光纤相互匹配；所述光程调节单元用于使所述参考臂信号和干涉臂信号产生预设的光程差；所述第二耦合器用于接收所述参考臂信号和干涉臂信号形成的混合光信号，将所述混合光信号输入到所述带阻单元和带通单元中；所述带阻单元用于对所述混合光信号进行带阻滤波，得到待测激光干涉光信号；所述带通单元用于对所述混合光信号进行带通滤波，得到参考激光干涉光信号；所述信号处理单元用于对所述待测激光干涉光信号和参考激光干涉光信号进行光电转换，得到待测激光检测信号和参考激光干涉检测信号，并根据所述参考激光检测信号和待测激光检测信号确定所述待测激光的波长。2.根据权利要求1所述的一种全光纤激光波长检测装置，其特征在于，所述信号处理单元包括光电转换模块、模数转换模块和数据分析模块；所述光电转换模块，用于将所述待测激光干涉光信号和参考激光干涉光信号分别转换为待测激光检测信号和参考激光干涉检测信号；所述模数转换模块，用于对所述待测激光检测信号和参考激光干涉检测信号进行模拟信号到数字信号的转换；所述数据分析模块，用于完成对转换为数字信号的待测激光检测信号和参考激光干涉检测信号进行采集和分析，确定所述待测激光的波长。3.根据权利要求1所述的一种全光纤激光波长检测装置，其特征在于，所述参考光发生器为氦氖激光发生器。4.根据权利要求1所述的一种全光纤激光波长检测装置，其特征在于，所述第一耦合器和第二耦合器均为2*2光纤耦合器。5.根据权利要求1所述的一种全光纤激光波长检测装置，其特征在于，所述光程调节单元包括压电陶瓷、压电驱动模...
【专利技术属性】
技术研发人员：周次明，郑博伦，范典，杨彧，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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