[发明专利]一种低精细度F-P腔制备装置及方法

说明书

本发明公开了一种低精细度F‑P腔制备装置，包括：宽谱光源、2×1耦合器、扩束透镜、反射球、光谱仪；所述2×1耦合器包括第一光纤尾纤输入端、第二光纤尾纤输入端、第一空间光输出端；所述第一光纤尾纤输入端与所述宽谱光源的输出端连接；所述第二光纤尾纤输入端与所述光谱仪连接；所述第一空间光输出端与所述扩束透镜连接；所述扩束透镜与所述反射球同轴放置。本发明采用球面反射，避免了透射光对系统的干扰，同时有效地降低了F‑P腔的封装难度。

技术领域

本发明属于传感领域，特别是涉及一种低精细度F-P腔制备装置及方法。

背景技术

光学测量技术是一种非常重要的非接触式无损检测，通过测量光波特性参量的变化来获得待测信息，具有测量动态范围宽、结构简单、价格低廉且测量精度高的特点。在高压、易燃易爆、强腐蚀的环境下运行可靠，并且具有抗电磁干扰能力强等优势，被广泛应用在绝对距离、位移、压力、应变以及温度等精密测量领域中。

在诸多光学测量技术中，迈克尔逊干涉仪是应用最广泛的微位移测量方法，它可实现纳米甚至更高的分辨力，是目前微位移测量的重要技术手段，但其测距灵敏度具有不均匀性。另外，由于在实际系统中的噪声水平限制了利用传统干涉仪的灵敏度。而光纤F-P(Fabry-Perot)传感器具有体积小、灵敏度高、抗强磁场、频带宽、易复用等优点，广泛应用于国防、航天、航空、工业测控、机械制造、计量测试等领域。光纤F-P传感器通常是基于光强进行传感信号的检测，主要由两个平行放置的反射膜层构成具有一定反射腔长的F-P腔体。当检测光束进入F-P腔时，形成多光束干涉。当待测量变化时，F-P腔体的腔长将发生变化，进而导致光程变化，引起干涉谱的变化。最终，由探测器探测F-P传感器的透射或反射光强度变化，获得F-P的腔长，通过适当的方法进行解调，从而获得待测信息。

因此，研制一种对于安装偏差不敏感的F-P腔结构在其真正应用上具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种安装偏差不敏感的低精细度F-P腔结构，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种低精细度F-P腔制备装置，其特征在于，包括：宽谱光源、2×1耦合器、扩束透镜、反射球、光谱仪；

所述2×1耦合器包括第一光纤尾纤输入端、第二光纤尾纤输入端、第一空间光输出端；所述第一光纤尾纤输入端与所述宽谱光源的输出端连接；所述第二光纤尾纤输入端与所述光谱仪连接；所述第一空间光输出端与所述扩束透镜连接；所述扩束透镜与所述反射球同轴放置。

可选的，所述2×1耦合器用于将宽谱光进行耦合后进入到扩束透镜，并经过所述反射球进行反射，经过所述扩束透镜后返回至所述2×1耦合器中进行输出。

可选的，所述扩束透镜用于将入射的激光进行扩束，获得激光束。

可选的，所述反射球用于将激光束反射回所述扩束透镜，进入2×1耦合器，在所述2×1耦合器空间光输出端和反射球之间形成F-P腔。

可选的，所述光谱仪用于获取经过F-P腔输出的光谱特性。

本发明还提供一种低精细度F-P腔制备方法，包括以下步骤：

宽谱光源发射宽谱光，所述宽谱光经过2×1耦合器进入扩束透镜，获得激光束；所述激光束由反射球反射回所述扩束透镜，进入2×1耦合器，在所述2×1耦合器空间光输出端和反射球之间形成F-P腔。

可选的，基于F-P腔的精细度理论公式，获得反射球的反射率；基于照射到反射球面上的平行光的半径，获得反射光的半径；基于所述反射光的半径，获得对应的反射球的半径；基于所述反射球的反射率、半径，将所述扩束透镜与所述反射球同轴放置，构建低精细度F-P腔。

可选的，所述激光束由反射球反射回所述扩束透镜后，经过2×1耦合器进入光谱仪；基于所述光谱仪，获取经过所述F-P腔的干涉谱，所述干涉谱为正弦曲线。