偏正无关光纤干涉仪及其微位移测量应用
2018-09-21叶有祥周盛华梅海平
上海理工大学学报 2018年4期
叶有祥, 周盛华, 梅海平
(1. 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093;2. 中国计量大学 光学与电子科技学院,杭州 310018;3. 中国科学院 安徽光学精密机械研究所,合肥 230031)
在传统的振动监测中,加速度传感器采用接触式测量,使用中必须附着于待测物体的表面,因此在微振动测量等场合中无法应用。激光干涉振动测量技术使用微细的低能量激光束对振动物体实施无损的非接触测量[1],能有效地解决上述问题,且测量结果精度高。然而,传统的测振系统光路采用正交型空间迈克尔逊干涉仪形式,由于采用空间光学结构,光学元件的过多应用不可避免地存在结构复杂、安装调试困难、环境敏感等缺憾。
光纤干涉仪具有体积小、重量轻、成本低、灵敏度高、结构紧凑、抗电磁干扰以及非接触测量等特点,因此具有极大的应用潜力。但对干涉型光纤传感器而言,要求参与干涉的光具有相同的偏振态。当采用普通的低成本单模光纤构成干涉仪时,由于光在传输过程中偏振态发生随机变化,使得输出干涉信号的可见度也随之变化,特别是当两束光的偏振态正交时,干涉信号为零。这种由偏振态变化导致的信号衰落现象[2],是干涉型光纤传感器走向实用化必须解决的关键问题之一。目前,解决偏振衰落问题的方法主要有两类:一类是在Michelson干涉仪两臂上加入法拉第旋转镜的方式[3],这能在一定程度上解决光纤干涉传感器偏振衰落现象,但增加了系统的复杂性,降低了稳定性,且不利于传感器小型化、集成化;……
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