[实用新型]一种具有全保偏功能的M-Z干涉光路结构

说明书

本实用新型提出一种具有全保偏功能的M‑Z干涉光路结构，包括偏振分光装置、第一保偏中转装置、第一法拉第旋转镜、第二保偏中转装置、第二法拉第旋转镜、第一保偏耦合器。第一保偏中转装置包括第一端口、第二端口、第三端口，其第一端口接收偏振分光装置输出的第一偏振光，第二端口与第一法拉第旋转镜相连，第三端口与第一保偏耦合器的第一端口相连。第二保偏中转装置包括第一端口、第二端口、第三端口，其第一端口接收偏振分光装置输出的第二偏振光，第二端口与第二法拉第旋转镜相连，第三端口与第一保偏耦合器的第二端口相连。本实用新型适用于长距离分布式光纤传感，如光纤通信干线的监控，长距离周界、石油、天然气管线的安全性监控等领域。

技术领域

本实用新型涉及光纤传感技术领域，特别是涉及一种具有全保偏功能的M-Z干涉光路结构。

背景技术

随着光纤技术的发展，光纤传感技术为越来越多的应用领域所重视，其中M-Z(Mach-Zehnder，马赫-曾德尔)干涉结构是常见的一种传感技术，常被用于光纤周界等振动探测技术中(参考文献：激光与红外，朱燕、代志勇等，分布式光纤振动传感技术及发展动态，2011,10，P1072)，具体结构如图1所示，其中，L1和L2为单模光纤，第一耦合器1将光源发出的光分成两路，分别注入单模光纤L1和L2，经单模光纤L1、L2传输的光在第二耦合器2处汇合，发生干涉，干涉信号经由探测器进行探测。在该结构中，单模光纤L1和/或L2即为传感光纤，当有外界扰动作用在传感光纤，例如单模光纤L1上，将引起光程的变化，通过干涉作用，便可将光程变化转变为干涉光强的变化，从而实现对线路扰动情况的监测。

上述M-Z干涉结构虽然实现简单，但是，由于单模光纤自身的偏振特性极易受到外界环境因素的影响，致使在经单模光纤L1、L2传输后的两束光到达第二耦合器2处的偏振状态是随机的，因此形成干涉的光的偏振态也一直在发生着变化，在极端情况下，当这两束光偏振态相互正交时，这两束光将不会形成干涉，探测器将探测不到干涉信号。因此，这种利用单模光纤实现的M-Z结构，常因偏振稳定性差，而出现严重的误、漏报。由光学知识可知，如果利用保偏光纤构成全保偏结构，可以解决偏振稳定性差的问题，但是，由于保偏光纤的成本因素，降低了该技术的可用性。同时，该技术也无法利用已经布设好的通信光缆实现传感，不适用于分布式光纤传感。在分布式光纤传感技术中，为了保证技术的实用性，仍采用通信上常用的单模光纤作为传感光纤，例如，在油气管线安全监测技术中，利用沿着油气管线铺设的单模光缆实现传感。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种具有全保偏功能的M-Z干涉光路结构，用于解决因单模光纤偏振易感性造成的偏振稳定性差而无法实现传感的问题。