吕 垚，戴基智，代志勇，吴兵兵

（电子科技大学光电信息学院，四川 成都 610054）

0 引 言

振动是自然界和工程中普遍存在的现象，振动频率是反映振动信息的关键参数，对振动频率的测量和分析被广泛应用于工业、军事等领域。光纤振动传感器具有灵敏度高、抗电磁干扰、能在恶劣环境下工作、易于远距离组网探测的特点，具有广阔的应用前景，特别在石油勘探[1]、地震波检测[2-4]和水声波矢量探测系统[5-7]中有着极为重要的应用。在光纤振动传感器中，强度型[8]及光纤光栅型[9]检测灵敏度较低，它们在振动传感中受到较大限制。对于检测精度较高的领域，较为理想的是干涉型方案。根据M-Z干涉仪的理论，可以看到M-Z光纤干涉仪用来探测外部信号有许多其他结构光纤干涉仪所没有的优点，其结构简单，能探测10-7m的微小位移[10]，不需要在光纤端面镀膜，极少有光返回到激光器，大大减少了激光噪声的影响，从而提高了系统的稳定性，也可以不加调制器，易于实现全光纤化。由于传统的M-Z干涉仪单传感臂容易受到环境噪声的干扰，因此在M-Z光纤干涉仪的基础上改进为双传感臂结构来制作传感器。

1 系统结构及工作原理

光纤M-Z干涉型振动传感器采用双传感臂结构，其主要组成部分有缠绕单模光纤的弹性柱体与惯性质量块M构成的传感探头、2只2×2的3dB耦合器构成M-Z干涉仪、PZT相位调制器、波长1 550 nm光源、PIN光电探测器及放大电路组成的光电探测单元，系统结构如图1所示。

图1 M-Z干涉型光纤振动传感器的系统结构