[发明专利]一种延时光纤抗外界干扰的Sagnac干涉型声波传感器

说明书

本发明提供一种延时光纤抗外界干扰的Sagnac干涉型声波传感器，包括光源、探测器、光耦合分束器、延时模块和两个传感模块，其中，两个传感模块采用并联组合，与光耦合分束器和延时模块组成对称的Sagnac干涉结构。光源是采用谱宽大于10nm的宽谱光源。本发明提供的一种延时光纤抗外界干扰的Sagnac干涉型声波传感器，还可以具有这样的技术特征，其中，延时模块的构成方式为：由一整段延时光纤构成，由偏振分束器、延时光纤和法拉第旋转镜构成以及由光耦合分束器、延时光纤和法拉第旋转镜构成中的任意一种构成方式。本发明可以消除环境温度变化带来的低频影响，提高了声波探测的信噪比，构成一种结构简单、声音清晰、探测范围广的光纤麦克风系统。

技术领域

本发明涉及一种延时光纤抗外界干扰的Sagnac干涉型声波传感器。

背景技术

声波传感技术以声波传感器为主体，研究和发展声波信息的形成、传输、接收、变换、处理和应用。将声波信号转换成电信号的装置称为声波传感器。可用接触或非接触的方法检出声波信号。声波传感器的种类很多，按测量原理可分为压电型、电磁变换型、相位调制型、光强调制型等。

相位调制型(干涉型)光纤声波传感器是指当外界出现扰动信号时，光纤中光信号的相位受到声压的调制而发生相应变化，通过构造出各种干涉仪，解调光信号的相位变化值，进而来解调出声音信号。不同的干涉仪输出的相位结果是不一样。如采用Sagnac干涉仪(简称SI)获得的相位是差分信号；采用Michelson干涉仪(简称MI)获得的相位是两个相位之和的信号，这两个相位之间的延时是由光纤产生的；采用MZ干涉仪(马赫-曾德尔干涉仪Mach–Zehnder interferometer，简称MZI)获得的相位信号是最近声波调制在光纤上的原始信号，然而构造干涉稳定的MZ干涉仪又需要额外的主动控制技术，因此MZ干涉仪结构比较复杂，且成本高。

基于SI的光纤麦克风由于差分效应，具有对温度变化引起的低频噪声不敏感的优点。但结果中会增加延时光纤，避免信号被抵消。延时光纤仅作为延时使用，但常常都会受到外界环境的干扰，导致信噪比下降。

发明内容

为解决上述问题，提供一种延时光纤抗外界干扰的Sagnac干涉型声波传感器，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供了一种延时光纤抗外界干扰的Sagnac干涉型声波传感器，包括光源、探测器、光耦合分束器、延时模块和两个传感模块，

其中，两个传感模块采用并联组合，与光耦合分束器和延时模块组成对称的Sagnac干涉结构。

光源是采用谱宽大于10nm的宽谱光源。

本发明提供的一种延时光纤抗外界干扰的Sagnac干涉型声波传感器，还可以具有这样的技术特征，其中，延时模块的构成方式为：由一整段延时光纤构成，由偏振分束器、延时光纤和法拉第旋转镜构成以及由光耦合分束器、延时光纤和法拉第旋转镜构成中的任意一种构成方式。

本发明提供的一种延时光纤抗外界干扰的Sagnac干涉型声波传感器，还可以具有这样的技术特征，其中，延时光纤处于Sagnac干涉结构的中点。

本发明提供的一种延时光纤抗外界干扰的Sagnac干涉型声波传感器，还可以具有这样的技术特征，其中，传感模块的构成方式为：由一整段的传感光纤盘成环串联单独构成，由偏振分束器、传感光纤和法拉第旋转镜构成，以及由光耦合分束器、传感光纤和法拉第旋转镜构成中的任意一种构成方式。

本发明提供的一种延时光纤抗外界干扰的Sagnac干涉型声波传感器，还可以具有这样的技术特征，其中，两个传感模块的传感光纤之间的长度差不大于20米。

发明作用与效果