[发明专利]分布式Michelson光纤白光干涉传感装置

权利要求书

1.一种分布式Michelson光纤白光干涉传感装置，其特征是：包括宽谱光源(10)、光源隔离器件(20)、光纤Michelson问讯器(30)、至少一个光纤环行器(40)、至少一根导入/导出光纤(50)、至少一个光纤传感器阵列(60)和至少一个光电探测器(70)；光源(10)发出的宽谱光通过光源隔离器件(20)进入光纤Michelson问讯器(30)后被分成两束：一束光作为参考光，沿光纤耦合器(301)的d端口(301d)传输，被可移动扫描反射镜(305)反射，具有可调光程；另一束光作为传感光，沿光纤耦合器(301)的c端口(301c)传输，被固定反射镜(302)反射，具有固定光程；参考光和传感光再次经过光纤耦合器(301)进入光纤环行器(40)，沿相同的传输路径通过输入/输出光纤(50)进入光纤传感器阵列(60)，被传感器阵列反射后沿原路返回，经过光纤环行器(40)的c端口(40c)进入光电探测器(70)。

2.根据权利要求1所述的分布式Michelson光纤白光干涉传感装置，其特征是：所述的光纤Michelson问讯器(30)包括一个2×2光纤方向耦合器(301)、一个固定反射镜(302)、一个梯度折射率透镜(303)和一个可移动扫描反射镜(305)；光纤耦合器(301)的一个输出端口c端口(301c)与固定反射镜(302)相连，构成固定臂；光纤耦合器(301)的另一个输出端口d端口(301d)与梯度折射率透镜(303)相连；扫描反射镜(305)安装在线性位移台上，与梯度折射率透镜(303)的光轴垂直，在梯度折射率透镜(303)和扫描反射镜(305)之间构成一个可调匹配距离(304)。

3.根据权利要求2所述的分布式Michelson光纤白光干涉传感装置，其特征是：所述的光纤环行器(40)的输入端连接Michelson问讯器(30)、光纤传感器阵列(60)和光电探测器(70)，使来自于Michelson问讯器(30)的信号光经光纤传感器阵列(60)反射后，达到探测器(70)而不返回问讯器(30)中。

4.根据权利要求3所述的分布式Michelson光纤白光干涉传感装置，其特征是：所述的光纤传感器阵列(60)由若干个光纤传感器(S₁₁₁-S_11N)首尾相连串接构成，相邻传感器之间形成部分反射镜(R₁₁₀-R_11N)。

5.根据权利要求4所述的分布式Michelson光纤白光干涉传感装置，其特征是：所述的每个光纤传感器(S₁₁₁-S_11N)都是一段端面切割良好、具有一定反射率的光纤，且各光纤的长度互不相同，但近似相等。

6.根据权利要求1-5任何一项所述的分布式Michelson光纤白光干涉传感装置，其特征是：所述的光纤隔离器件是三端口光纤环行器(80)，所述三端口光纤环行器(80)的c端口(80c)与另一个三端口光纤环行器(40’)的a端口(40’a)相连；光纤环形器(40’)的b端口(40’b)通过另一个导入/导出光纤(50’)与第二个光纤传感器阵列(60’)相连，c端口(40’c)与光电探测器(50’)相连。

7.根据权利要求1-5任何一项所述的分布式Michelson光纤白光干涉传感装置，其特征是：所述的光纤隔离器件是四端口光纤环行器(90)；所述四端口光纤环行器(90)的a端口(90a)与光源(10)相连，b端口(90b)与问讯器(30)相连，c端口(90c)通过导入/导出光纤(50’)与传感器阵列(60’)相连，d端口(90d)与光电探测器(70’)相连，其中问讯器(30)和传感器阵列(60)的位置是可以互换。

8.根据权利要求6所述的分布式Michelson光纤白光干涉传感装置，其特征是：包括两个1×N光纤星型耦合器(100和110)；Michelson问讯器(30)的b端口(301b)直接与一个星型耦合器(100)相连；另一端口a端口(301a)通过光纤环行器(80)与第二个星型耦合器(110)相连；星型耦合器(100和110)的输出端口分别通过光纤环行器(Cij)和导入/导出光纤(Lij)与一个光纤传感器阵列(Aij)相连；环行器(Cij)的第三个端口与光电探测器(PDij)相连。