自由光譜范圍可調(diào)諧Mach-Zehnder光纖干涉儀的制作方法
【專利摘要】一種自由光譜范圍可調(diào)諧Mach-Zehnder光纖干涉儀，包括2個2*2的3dB保偏光纖耦合器、1個可調(diào)光延遲線、跳線。耦合器1的輸入①端口和激光器連接，耦合器1的輸入③端口和耦合器2的輸入①端口與可調(diào)光延遲線連接，耦合器1的輸入④端口和耦合器2的輸入②端口與跳線連接，最終輸出為耦合器2的③、④端口。本發(fā)明的有益效果為：實現(xiàn)簡單，成本低廉，利用保偏光纖耦合器加光纖延遲線構造可調(diào)諧Mach-Zehnder光纖干涉儀，克服現(xiàn)有Mach-Zehnder光纖干涉儀不能有效實現(xiàn)大范圍自由光譜調(diào)節(jié)的問題。
【專利說明】自由光譜范圍可調(diào)諧Mach-Zehnder光纖干涉儀
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種自由光譜范圍可調(diào)諧Mach-Zehnder光纖干涉儀。
【背景技術】
[0002] Mach-Zehnder光纖干涉儀（MZI)是利用光干涉原理制成的儀器，具有體積小、重 量輕、結構緊湊、絕緣性好、抗電磁干擾和靈敏度高等優(yōu)點，日益受到重視。Mach-Zehnder光 纖干涉儀已廣泛應用于壓力磁場、折射率、微震動、微位移、激光相位噪聲、頻率噪聲等全光 纖傳感器測量系統(tǒng)，光載毫米波、微波的光纖通信系統(tǒng)。對于高性能的測量系統(tǒng)和光纖通信 系統(tǒng)，對光纖干涉儀的自由光譜范圍提出了嚴格的要求。但是，目前已有的Mach-Zehnder 光纖干涉儀主要用集成光學方法來制造，其自由光譜范圍只可以在小范圍實現(xiàn)可調(diào)諧性或 者固定某個值，且成本高昂。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明所要解決的技術問題在于，提供一種利用保偏光纖耦合器加光纖延遲線構 造的可調(diào)諧Mach-Zehnder光纖干涉儀，克服現(xiàn)有Mach-Zehnder光纖干涉儀不能有效實現(xiàn) 大范圍自由光譜調(diào)節(jié)的問題。
[0004] 為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種自由光譜范圍可調(diào)諧Mach-Zehnder光纖 干涉儀，包括2個2*2的3dB保偏光纖耦合器、1個可調(diào)光延遲線、跳線。耦合器1的輸入① 端口和激光器連接，耦合器1的輸入③端口和耦合器2的輸入①端口與可調(diào)光延遲線連接， 耦合器1的輸入④端口和耦合器2的輸入②端口與跳線連接，最終輸出為耦合器2的③、④ 端口。
[0005] 優(yōu)選的，光纖端口的連接使用FC/APC法蘭頭。
[0006] 優(yōu)選的，光纖為慢軸對齊的保偏光纖，跳線抵消光延遲線的尾纖長度，保證兩臂的 光程差為0。自由光譜范圍的調(diào)節(jié)由調(diào)節(jié)延遲線和跳線的延遲時間來實現(xiàn)，可以調(diào)節(jié)的兩臂 延遲時間為0-300PS，從而使自由光譜頻率范圍的頻率調(diào)諧為3GHZ-+…Hz。
[0007] 3dBf禹合器2的③、④輸出端口的電場強度E3、E4為：
[0008]
【權利要求】
1. 一種自由光譜范圍可調(diào)諧Mach-Zehnder光纖干涉儀，其特征在于，包括：2個2*2的 3dB保偏光纖耦合器、1個可調(diào)光延遲線、跳線；耦合器1的輸入①端口和激光器連接，耦合 器1的輸入③端口和耦合器2的輸入①端口與可調(diào)光延遲線連接，耦合器1的輸入④端口 和耦合器2的輸入②端口與跳線連接，最終輸出為耦合器2的③、④端口。
2. 如權利要求1所述的光纖干涉儀，其特征在于，光纖端口的連接使用FC/APC法蘭頭。
3. 如權利要求1所述的光纖干涉儀，其特征在于，光纖為慢軸對齊的保偏光纖，跳線抵 消光延遲線的尾纖長度，保證兩臂的光程差為0。
4. 如權利要求1所述的光纖干涉儀，其特征在于，自由光譜范圍的調(diào)節(jié)由調(diào)節(jié)延遲線 和跳線兩臂的光延遲時間來實現(xiàn)，兩臂延遲時間調(diào)節(jié)范圍為0-300ps，對應的自由光譜調(diào)諧 范圍為 3GHz-+ 00Hz。
5. 如權利要求1所述的光纖干涉儀，其特征在于，3dB耦合器2的③、④輸出端口的電 場強度匕、E4為： 其中：1?為光在具空的傳播常數(shù)，
1^ = 2π/λ;τ=AL/C，其中f為光的頻率，單位為Hz;C為光速，大小為3XIO8米/秒；ΛL是在干涉儀上下兩臂的光程差，單位為米；L是跳 線的長度，η是光纖的折射率；而且光功率為：P=E1iE1A; 對應的功率傳遞函數(shù)為：
如果忽略損耗,干涉儀的輸出傳遞函數(shù)可以為：r=jT|cos2;z7：?r/ (3) 2個2X2的3dB保偏光纖稱合器構成的Mach-Zehnder光纖干涉儀的透射譜的特點是 一系列在頻域等距的傳輸峰值而且取決于AL，將上式用泰勒級數(shù)展開可得自由光譜范圍， 即相鄰傳輸峰值峰頻率間隔Δ/=-^7 ? nAL
【文檔編號】G02F1/225GK104238229SQ201410523474
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權日:2014年9月30日
【發(fā)明者】葉全意 申請人:金陵科技學院