一种基于全光纤迈克尔逊干涉仪的调谐装置

技术领域

本发明属于光波滤波领域，涉及一种调谐装置，具体是一种基于全光纤迈克尔逊干涉仪的调谐装置。

背景技术

光束一般具有多种频率成分，从中选取特定的频率成分就需要使用光滤波器，该过程称为光滤波效应。目前，已经有许多方法可以实现光波的滤波效果，比如Lyot滤波器、多模干涉、马赫-曾德尔干涉等，但是，上述滤波器结构复杂均需诸多器件，增加了能量的损耗。

迈克尔逊干涉仪在光学干涉仪中属于最常见的一种，其结构简单、可实现空间型和光纤型两种光路，广泛应用于精密测量、光纤传感等领域。迈克尔逊干涉仪主要应用于低相干光干涉测厚方面，其产生光程差的方式主要依赖导轨移动，且光程差精度易受导轨影响；目前，迈克尔逊干涉仪在光滤波方面的研究通过裁剪光纤的长度改变光程差，这种方法对于相干长度较短的光滤波效果难以达到连续调谐的目的。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种基于全光纤迈克尔逊干涉仪的调谐装置，以解决现有技术中光滤波过程中波长无法连续调谐的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种基于全光纤迈克尔逊干涉仪的调谐装置，包括光隔离器、2×2光纤耦合器、反射型可调光延迟线和光纤反射镜；

所述的2×2光纤耦合器的输入端与光隔离器相连，所述的2×2光纤耦合器的延迟臂与反射型可调光延迟线相连，所述的2×2光纤耦合器的参考臂与光纤反射镜相连；所述的2×2光纤耦合器的延迟臂的长度等于所述的2×2光纤耦合器的参考臂的长度。

本发明还包括以下技术特征：

所述的2×2光纤耦合器、光隔离器、反射型可调光延迟线和光纤反射镜的工作波长相同。

所述的2×2光纤耦合器的延迟臂和参考臂分光比为50/50。

所述的反射型可调光延迟线的延迟量小于光束相干长度的一半。

所述的光纤反射镜的尾纤长度等于所述的反射型可调光延迟线的尾纤长度。

本发明与现有技术相比，有益的技术效果是：

(Ⅰ)本发明装置中利用2×2光纤耦合器搭建了迈克尔逊干涉仪，2×2光纤耦合器延迟臂与参考臂的两束相干光在2×2光纤耦合器输出端发生干涉，实现了光滤波效应，此外，在2×2光纤耦合器延迟臂设置反射型可调光延迟线，产生了连续可调的光程差，影响了迈克尔逊干涉仪的透过率，实现了光滤波效应的可调谐，解决了现有技术中光滤波过程中波长无法连续调谐的技术问题。

(Ⅱ)本发明装置中使用反射型可调光延迟线，既实现了光的反射作用又能够使2×2光纤耦合器延迟臂产生一定的光程差，减少了光路中的器件，使光的传输损耗减至最小。

附图说明

图1为本发明的装置的结构示意图；

图2为本发明仿真例的透射率曲线。

图中各个标号的含义为：1-光隔离器，2-2×2光纤耦合器，3-反射型可调光延迟线，4-光纤反射镜。

以下结合实施例对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

需要说明的是，本发明中的所有零部件，在没有特殊说明的情况下，均采用本领域已知的零部件。

以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

本发明给出了一种基于全光纤迈克尔逊干涉仪的调谐装置，如图1所示，包括光隔离器1、2×2光纤耦合器2、反射型可调光延迟线3和光纤反射镜4；

2×2光纤耦合器2的输入端与光隔离器1相连，2×2光纤耦合器2的延迟臂与反射型可调光延迟线3相连，2×2光纤耦合器2的参考臂与光纤反射镜4相连；2×2光纤耦合器2的延迟臂的长度等于2×2光纤耦合器2的参考臂的长度。

在上述技术方案中，2×2光纤耦合器将从光隔离器输入的光束分为两束相干光，一束相干光经反射型可调光延迟线后到达2×2光纤耦合器输出端，另一束相干光经光纤反射镜反射后到达2×2光纤耦合器输出端，通过调节反射型可调光延迟线使得两束相干光产生光程差Δd，2×2光纤耦合器的输出端口的透射率T：

Δd＝l

T＝2T

其中：

l

l

T

k表示传播常数，

n表示光纤纤芯折射率；

λ为光束波长。

上述技术方案中，利用2×2光纤耦合器搭建了迈克尔逊干涉仪，2×2光纤耦合器延迟臂与参考臂的两束相干光在2×2光纤耦合器输出端发生干涉，实现了光滤波效应，此外，在2×2光纤耦合器延迟臂设置反射型可调光延迟线，产生了连续可调的光程差，影响了迈克尔逊干涉仪的透过率，实现了光滤波效应的可调谐，解决了现有技术中光滤波过程中波长无法连续调谐的技术问题。

具体的，2×2光纤耦合器2、光隔离器1、反射型可调光延迟线3和光纤反射镜4的工作波长相同，确保光路中传输损耗最小。

具体的，2×2光纤耦合器2的延迟臂和参考臂分光比为50/50，分光比为50/50能够使迈克尔逊干涉仪的调制深度最大。

具体的，反射型可调光延迟线3的延迟量小于光束相干长度的一半，迈克尔逊干涉仪为反射式光路，光程差是反射型可调光延迟线3延迟量的两倍。

具体的，光纤反射镜4的尾纤长度等于反射型可调光延迟线3的尾纤长度，确保光程差全部由反射型可调光延迟线产生。

仿真例：

采用本申请的装置进行仿真，其中通过调节反射型可调光延迟线，使得两束相干光产生不同的光程差Δd，其结果如图2所示，其中a曲线表示光程差为280um时的透射率曲线，b曲线表示光程差为293um时的透射率曲线，c曲线表示光程差为306um时的透射率曲线。从图中2中可以发现，透过率随光程差的变化而变化，说明本申请的装置不仅能实现滤波效应，而且能够实现波长的连续调谐。