[发明专利]一种非线性静态工作点调整装置及方法

权利要求书

1.一种非线性静态工作点调整装置，其特征在于，包括：第一激光器，与所述第一激光器相连的1x2光纤耦合器，与所述1x2光纤耦合器相连的2x1光纤耦合器，设置于所述1x2光纤耦合器其中一个端口和所述2x1光纤耦合器其中一个端口之间的传感臂，设置于所述1x2光纤耦合器另一个端口和所述2x1光纤耦合器另一个端口之间的隔离器、偏振控制器及光纤波分复用器，与所述2x1光纤耦合器相连的光电探测器，与所述光电探测器相连的第一微处理器和第二微处理器，以及与所述第一微处理器相连的泵浦激光器；所述泵浦激光器和所述光纤波分复用器相连；所述1x2光纤耦合器另一个端口和所述2x1光纤耦合器另一个端口之间的光路为参考臂，当外接被测参数作用于该非线性静态工作点调整装置时，所述传感臂和所述参考臂之间的相位改变，导致经所述2x1光纤耦合器输出的干涉信号光强改变；所述隔离器和所述偏振控制器之间设置有特种光纤。

2.根据权利要求1所述的非线性静态工作点调整装置，其特征在于，所述特种光纤包括掺饵光纤、掺镱光纤、可灌注二维材料或非线性材料的多孔光纤中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的非线性静态工作点调整装置，其特征在于，所述特种光纤的非线性效应包括光克尔效应或者热光效应，实现该非线性静态工作点调整装置的静态工作点的调节和干涉相位差调制。

4.根据权利要求1-3任一项所述的非线性静态工作点调整装置，其特征在于，所述第一激光器为单波长激光器，所述第一激光器的光源的波长涵盖所有波段。

5.根据权利要求1-3任一项所述的非线性静态工作点调整装置，其特征在于，所述泵浦激光器的中心波长小于所述第一激光器发出的入射光的工作波长，且所述泵浦激光器的功率可调节。

6.根据权利要求1-3任一项所述的非线性静态工作点调整装置，其特征在于，所述泵浦激光器为是中心波长小于1550nm的半导体激光器。

7.一种非线性静态工作点调整方法，其特征在于，包括如权利要求1至6任意一项所述的非线性静态工作点调整装置，所述方法包括以下步骤：

a、第一激光器发出的输入光信号；

b、1x2光纤耦合器将输入光信号分成强度相等的两部分，其中一部分沿着传感臂传输至所述2x1光纤耦合器其中一个入口端，另一部分进入隔离器中正向传输，经过偏振控制器后进入光纤波分复用器的主入口端，然后进入2x1光纤耦合器另一个入口端；

c、泵浦激光器的光通过光纤波分复用器的副入口端进入所述特种光纤中，因所述隔离器的光传输单向性进入偏振控制器中；

d、偏振控制器使得第一激光器发出的一部分输入光信号和泵浦激光器发出的光信号按照同一个方向偏振，随后两部分混合起来一起传输至2x1光纤耦合器的第二入口端；

e、从2x1光纤耦合器其中一个入口端和另一个入口端进入的两部分光发生干涉并耦合；

f、干涉信号的输出光强由光电探测器检测并转换成电信号；

g、电信号分别被送入第一微处理器和第二微处理器中，实现对泵浦激光器光源的波长进行反馈控制以及对光纤干涉相位的高频调制。

8.根据权利要求7所述的非线性静态工作点调整方法，其特征在于，所述步骤f中，光电探测器检测到的干涉信号输出光强的最大值和最小值分别为I_max、I_min，输出光强在一定时间内的平均值为I_o，将I_o的大小与阈值αI_max和βI_min进行比较；

若I_o＞αI_max或者I_o＜βI_min，则干涉信号的输出光强接近最大值和最小值，需要对光纤传感器的静态工作点进行调节；若调节方法是采用经典的比例积分微分控制对泵浦激光器光源的光功率进行调节，实现对干涉信号的相位差叠加此时干涉信号的光强不再接近最大值或者最小值，干涉信号就脱离了信号质量衰落区域。

9.根据权利要求8所述的非线性静态工作点调整方法，其特征在于，所述α＝0.8，β＝0.2。