[实用新型]一种基于自混合干涉的全光纤式材料参数测量系统

权利要求书

1.一种基于自混合干涉的全光纤式材料参数测量系统，其特征在于，包括：样品台、激励单元、光纤传感单元、光电探测单元以及信号处理单元；所述信号处理单元与所述光电探测单元建立通信，所述光电探测单元与所述光纤传感单元连接，所述光纤传感单元的测量端对准所述样品台；所述光纤传感单元固定在所述样品台上；所述样品台用于放置材料样品；

所述激励单元用于控制所述样品台振动，使得固定在所述样品台上的光纤传感单元振动，并使得放置在所述样品台上的材料样品处于谐振状态；

所述光电探测单元用于发射使系统处于强反馈条件下的初始光信号给所述光纤传感单元；所述光电探测单元用于接收强反馈光信号，并使所述强反馈光信号与所述初始光信号与发生自混合干涉效应，生成与材料样品的谐振信号成正比、且无干涉条纹的自混合光信号；并将所述自混合光信号发送给所述信号处理单元；

所述光纤传感单元用于接收所述初始光信号，并将所述初始光信号照射在处于谐振状态下的材料样品上；并采集处于谐振状态下的材料样品反射的强反馈光信号，并将采集的反馈光信号发送给所述光电探测单元；

所述信号处理单元用于接收所述自混合信号，并从所述自混合信号中提取所述材料样品的材料参数；

所述光纤传感单元为：高反射的FBG、光纤反射器、涂于光纤端面的高反射胶中的任意一种。

2.根据权利要求1所述的基于自混合干涉的全光纤式材料参数测量系统，其特征在于，所述光电探测单元包括：带尾纤的半导体激光器、光电接收器以及电流温度控制器；

所述半导体激光器的控制端与所述电流温度控制器的控制端连接，所述半导体激光器的谐振腔与所述光纤传感单元连接；所述光电接收器的采集端与半导体激光器的谐振腔连接，所述光电接收器还与所述信号处理单元建立通信；

所述电流温度控制器用于控制半导体激光器的泵输入电流的工作温度；

所述半导体激光器发射的初始光信号通过尾纤传输给所述光纤传感单元；所述光纤传感单元采集的强反馈光信号传递至半导体激光器的谐振腔内，在所述谐振腔与所述初始光信号耦合成自混合信号；

所述光电接收器用于采集所述谐振腔内的自混合信号，并将所述自混合信号发送给所述信号处理单元。

3.根据权利要求2所述的基于自混合干涉的全光纤式材料参数测量系统，其特征在于，所述半导体激光器包括激光二极管、电流调制器以及温度传感器；所述电流调制器的电源端与所述激光二极管的电源端连接，用于提供所述激光二极管工作所需的泵输入电流，所述电流调制器还与所述温度控制传感器建立通信，所述温度控制传感器还与所述温度传感器建立通信；所述温度传感器设置在所述半导体激光器内，用于采集所述半导体激光器内的实时温度，并将所述实时温度发送给所述温度控制传感器，所述温度控制传感器通过控制电流调制器的输出电流来控制泵输入电流的工作温度。

4.根据权利要求3所述的基于自混合干涉的全光纤式材料参数测量系统，其特征在于，所述光电接收器包括封装在半导体激光器后端的光电二极管以及与所述光电二极管连接的放大滤波电路；

所述光电二极管用于采集所述谐振腔内的自混合信号，并将所述自混合信号由光信号转化为电信号，并将转化为电信号的自混合信号发送至放大滤波电路；

所述放大滤波电路用于对转化为电信号的自混合信号进行滤波、放大处理，并将滤波放大后的自混合信号发送给所述信号处理单元。

5.根据权利要求4所述的基于自混合干涉的全光纤式材料参数测量系统，其特征在于，所述高反射的FBG的反射率达到50％以上，半峰宽大于0.5nm，所述半导体激光器的输出波长为1550nm±3nm，额定功率为2mW。

6.根据权利要求5所述的基于自混合干涉的全光纤式材料参数测量系统，其特征在于，当所述光纤传感单元为高反射的FBG时，所述高反射的FBG通过第一光纤条与所述激光二极管的尾纤连接，所述FBG通过第二光纤条与材料样品连接。

7.根据权利要求5所述的基于自混合干涉的全光纤式材料参数测量系统，其特征在于，所述材料样品的长度与厚度的比值要大于或等于20。