Sagnac干涉仪

摘要： 对基于半导体光放大器和Sagnac 干涉仪(Semiconductor Optical Amplifier-Sagnac Interferometer,SOA-SI)的全光逻辑门进行理论研究.将泵浦信号作为控制信号,分析泵浦功率对SOA的载波数和增益的影响,并利用SOA-SI方案来实现异或门、或非门.仿真实验中,T端口和R端口的消光比分别为14.47 dB和5.12 dB、Q因子分别为8.79 dB和7.92 dB,比特误码率分别低至1.82×10-14和2.80×10-10,眼图良好的张开度表明,在T和R端口的输出信号均具有较高的逻辑正确性和品质.

摘要： 对双Sagnac干涉仪进行了改进设计并提出了一种简单有效的信号处理方法.利用波分复用技术使不同波长的Sagnac干涉仪具有唯一独立的干涉光路进而产生稳定干涉信号.解调后相位信号均由2个具有时延的子信号叠加构成但不具有直接相关性,经延时或超前处理重构成一组具有固定时延差的高相似性信号.运用互相关时延估计方法可快速解算出扰动发生位置.仿真和人为扰动的测试结果表明此定位算法具有实用性和稳定性.实验结果与理论分析的一致性表明针对改进型双Sagnac干涉仪提出的信号处理方法是行之有效的,在长距离周界安防等领域具有应用前景.

摘要： 实验研究了光轨道角动量(OAM)光束的短距离自由空间传输特性.在实验装置中使用数字微镜器件(DMD)产生OAM光束,传输距离为室内0～50 m.在接收端使用空间光束模场分析仪测量传输后的OAM光束光强分布,实验研究了不同传输距离下OAM光束的模场展宽效应,并通过干涉法研究了传输对OAM光束相位分布特性的影响.在接收端使用一个单路Sagnac干涉仪对传输后OAM光束的各阶模式进行分离检测,实验研究了不同距离下传输导致的OAM光束能量从产生的模式向临近各阶模式的迁移再分配.使用局部加热的方法模拟较强的大气湍流扰动,实验研究了较强湍流对OAM光束模式特性的影响.实验结果表明,在湍流扰动下,OAM光束的拓扑荷值越大传输后模式纯度的劣化越严重.

摘要： 随着社会经济的快速发展,管道运输业迅速发展.但是由于管道长时间的老化和腐蚀等自然原因,管道泄漏经常发生,造成了大量的经济损失.本文的一个创新点是利用涡旋光来监测管道泄漏,首先介绍了Sagnac干涉仪的结构特点和基本原理,然后研究了怎么用Sagnac干涉仪去制备高质量的涡旋光,通过此方法制备好的涡旋光具有质量高和稳定的特点,可以用来测量和计算物体的离面位移.

摘要： 为了实现2.1 μm波段光纤激光器输出多波长激光,设计了一种基于光纤Sagnac干涉仪的可调谐多波长掺钬光纤激光器.采用1.9 μm波段掺铥光纤激光器泵浦一段长3 m的掺钬石英光纤,获得2.1 μm波段的光放大;环形腔中,由保偏光纤和偏振控制器构成的光纤Sagnac干涉仪,实现2.1 μm波段周期滤波,获得了2.1 μm波段多波长激光,输出功率1 mW～15 mW可调谐,最多可观测到6个波长的激光输出.通过调节环形腔内偏振控制器,能够实现2.1 μm波段1～6个波长的调谐.

摘要： 为了制备高质量涡旋光,对基于Sagnac干涉仪的涡旋光制备方法进行了理论分析、改进设计和实验验证.介绍了高斯光束叠加和附加相位差π产生的原理,在分析干涉回路对横向剪切量影响的基础上,搭建了基于Sagnac干涉仪的涡旋光制备装置,给出了搭建实验平台的相关注意事项,并利用本方法分别制备出拓扑荷数为+1、-1的涡旋光.涡旋光在不同传播距离下拓扑荷数始终保持为+1或-1.基于光斑可调的改进实验装置可有效提高涡旋光质量.

摘要： 为了实现高灵敏度的温度传感,通过在基于保偏光纤Sagnac干涉仪的Sagnac环内增加一段保偏光纤,控制两段保偏光纤快轴熔接角度接近45°,设计并制造了保偏光纤转轴熔接Sagnac干涉环结构.在理论上通过Jones矩阵推导了保偏光纤转轴熔接Sagnac干涉环的干涉谱公式,基于仿真分析研究了主要参数对保偏光纤转轴熔接Sagnac干涉环输出特性的影响.仿真结果表明,保偏光纤转轴熔接Sagnac干涉环实现了光学游标效应,两段保偏光纤的平均长度、两段保偏光纤的长度差分别影响保偏光纤转轴熔接Sagnac干涉环输出干涉谱的波长间隔和包络周期;在实验中,将保偏光纤转轴熔接Sagnac干涉环应用在光纤温度传感器中.实验结果表明,在2 cm的感温区域,保偏光纤转轴熔接Sagnac干涉环温度传感器的灵敏度就达到了-2.44 nm/°C,是普通Sagnac干涉环温度传感器(-0.163 nm/°C)的14.97倍.%An optical fiber Sagnac interference loop with two angle shift spliced polarization maintaining fibers was designed and fabricated to realize high-sensitivity temperature sensing .In the optical fiber Sagnac loop , two sections of polarization maintaining fibers were spliced with an intersection angle of 45° between their fast axes .The interference spectrum formula of the Sagnac interference loop by the Jones matrix was deduced theoretically .The influence of main parameters of the formula on the output characteristics of the Sagnac interference loop was studied in simulation . The simulation results show that vernier effect can be achieved in the optical fiber Sagnac interference loop with two angle shift spliced polarization maintaining fibers ,of which the average length and the length difference affect wavelength intervals and envelope periods of output interference spectra of the Sagnac interference loop ,respectively .In addition ,the optical fiber Sagnac interference loop with two angle shift spliced polarization maintaining fibers was applied as a fiber temperature sensor experimentally .T he results show that the sensitivity of the proposed temperature sensor based on Sagnac interference loop is -2 .44 nm/°C within 2 cm temperature zone ,which is 14 .97 times as compared with that (-0 .163 nm/°C) of ordinary Sagnac loop sensors without vernier effect .

摘要： The transmission spectrum characteristic of two-segment polarization maintaining fibers Sagnac interferometer was investigated and simulated in detail and the optimal parameters for eliminating the crosstalk between the two polarization maintaining fibers was obtained. A temperature-insensitive pressure sensing technology was proposed. An experimental Sagnac interferometer was built and the solid core polarization maintaining photonic crystal fibers were taken as the sensing probe. The side pressure sensitive coefficients and the temperature crosstalk drift were measured and compared. The experimental results show that the side pressure sensitive coefficient was about 0.287 7 nm/N and the temperature drift was less than 0.1 pm/°C.%分析和仿真了含两段保偏光纤的光纤Sagnac干涉仪输出光谱特性，获得消除两段双折射光纤交叉敏感的条件。提出了一种基于保偏光子晶体光纤Sagnac干涉仪的温度不敏感压力传感技术。采用实心保偏光子晶体光纤作为传感光纤，搭建了基于双段保偏光子晶体光纤Sagnac干涉仪的侧向压力传感系统，分别进行侧向压力测试及温度影响实验。实验结果表明，侧向压力灵敏度可以达到的0.2877 nm/N，同时由温度变化引起的漂移量小于0.1 pm/°C。

摘要： 基于Sagnac结构的分布式光纤干涉仪具有灵敏度高和动态范围大等特点,特别适合监测入侵信号,并确定其发生位置.不同于现有的时域自相关及频域陷波点定位方法,本文提出将两相干光束相位差信号变换到倒谱域,通过倒谱系数峰来方便准确地确定入侵位置.此外,为克服倒谱定位中降采样带来的分辨率粗糙问题,提出了多分辨率定位综合的改进方法.通过改变降采样因子和利用高阶倒谱峰两种措施对同一入侵信号得到一系列定位值,并对所有定位值取平均作为入侵信号的最终定位值.实验首先在距离传感光缆尾端40.498 km处制造3个入侵信号.采用本文提出的倒谱方法对该入侵得到84个定位值,综合后的定位误差分别只有9m,17m和11m,显示了对入侵信号定位的准确性.之后对不同位置的入侵信号进行定位,7次实验的定位误差的标准差达到12 m,而相同情况下的自相关方法和陷波点方法的定位误差标准差分别为695m和118m.此外,这种方法还具有操作简单、易于自动测量等特点,有望在Sagnac干涉传感系统中发挥重要作用.

摘要： 介绍了Sagnac效应的原理,并从其原理出发,借助光纤干涉仪的建造思路,自主搭建了演示此原理的演示实验装置.我们设计搭建的Sagnac干涉演示仪,操作简单、现象明显,能够很好地演示Sagnac效应.

摘要： 全面研究了基于Sagnac光纤干涉仪偏振非互易的光纤温度传感器的理论、方案和相关技术，利用基于光强度直接测量的信号检测技术，实现了单点温度传感并进行了实验验证。实验和测试表明:这种温度传感器达到了0.01°C的温度分辨率和稳定性，通过改变温度传感头的长度和传感保偏光纤的双折射率，可方便的调节其测量范围。基于这种温度传感机理，又提出了一种新的反射型保偏光纤温度传感方案并研制出微小型保偏光纤温度传感头。在此基础上，实现了多点温度测量，研制出大型变压器绕组温度监控用多点温度传感系统，在0～200°C的温度范围内达到了0.5°C的测量精度和分辨率，研制的传感头满足高电压绝缘和热油、热蒸汽的恶劣环境要求。

摘要： 全面研究了基于Sagnac光纤干涉仪偏振非互易的光纤温度传感器的理论、方案和相关技术，利用基于光强度直接测量的信号检测技术，实现了单点温度传感并进行了实验验证。实验和测试表明:这种温度传感器达到了0.01°C的温度分辨率和稳定性，通过改变温度传感头的长度和传感保偏光纤的双折射率，可方便的调节其测量范围。基于这种温度传感机理，又提出了一种新的反射型保偏光纤温度传感方案并研制出微小型保偏光纤温度传感头。在此基础上，实现了多点温度测量，研制出大型变压器绕组温度监控用多点温度传感系统，在0～200°C的温度范围内达到了0.5°C的测量精度和分辨率，研制的传感头满足高电压绝缘和热油、热蒸汽的恶劣环境要求。

摘要： 全面研究了基于Sagnac光纤干涉仪偏振非互易的光纤温度传感器的理论、方案和相关技术，利用基于光强度直接测量的信号检测技术，实现了单点温度传感并进行了实验验证。实验和测试表明:这种温度传感器达到了0.01°C的温度分辨率和稳定性，通过改变温度传感头的长度和传感保偏光纤的双折射率，可方便的调节其测量范围。基于这种温度传感机理，又提出了一种新的反射型保偏光纤温度传感方案并研制出微小型保偏光纤温度传感头。在此基础上，实现了多点温度测量，研制出大型变压器绕组温度监控用多点温度传感系统，在0～200°C的温度范围内达到了0.5°C的测量精度和分辨率，研制的传感头满足高电压绝缘和热油、热蒸汽的恶劣环境要求。

摘要： 全面研究了基于Sagnac光纤干涉仪偏振非互易的光纤温度传感器的理论、方案和相关技术，利用基于光强度直接测量的信号检测技术，实现了单点温度传感并进行了实验验证。实验和测试表明:这种温度传感器达到了0.01°C的温度分辨率和稳定性，通过改变温度传感头的长度和传感保偏光纤的双折射率，可方便的调节其测量范围。基于这种温度传感机理，又提出了一种新的反射型保偏光纤温度传感方案并研制出微小型保偏光纤温度传感头。在此基础上，实现了多点温度测量，研制出大型变压器绕组温度监控用多点温度传感系统，在0～200°C的温度范围内达到了0.5°C的测量精度和分辨率，研制的传感头满足高电压绝缘和热油、热蒸汽的恶劣环境要求。

摘要： 研制了一种基于Sagnac干涉仪原理的新型管道泄漏检测分布式光纤声学传感器，通过在传统sagnac 干涉仪结构中加入延迟线圈，消除了干涉仪的互易性。推导了泄漏引起的光信号相位变化表达式，并进行了管道泄漏实验．结果表明，在水压为O．3MPa时，该检测技术能有效的检测到管道泄漏的发生。

摘要： 研制了一种基于Sagnac干涉仪原理的新型管道泄漏检测分布式光纤声学传感器，通过在传统sagnac 干涉仪结构中加入延迟线圈，消除了干涉仪的互易性。推导了泄漏引起的光信号相位变化表达式，并进行了管道泄漏实验．结果表明，在水压为O．3MPa时，该检测技术能有效的检测到管道泄漏的发生。

摘要： 研制了一种基于Sagnac干涉仪原理的新型管道泄漏检测分布式光纤声学传感器，通过在传统sagnac 干涉仪结构中加入延迟线圈，消除了干涉仪的互易性。推导了泄漏引起的光信号相位变化表达式，并进行了管道泄漏实验．结果表明，在水压为O．3MPa时，该检测技术能有效的检测到管道泄漏的发生。

摘要： 研制了一种基于Sagnac干涉仪原理的新型管道泄漏检测分布式光纤声学传感器，通过在传统sagnac 干涉仪结构中加入延迟线圈，消除了干涉仪的互易性。推导了泄漏引起的光信号相位变化表达式，并进行了管道泄漏实验．结果表明，在水压为O．3MPa时，该检测技术能有效的检测到管道泄漏的发生。

摘要： 研制了一种基于Sagnac干涉仪原理的分布式光纤传感系统，可实时检测管道发生的泄漏.分析了传感器的检测原理及光偏振态对传感系统的影响，并在泄漏点为4.024 km处进行了模拟试验.结果表明，两束光偏振态一致时，传感系统具有最佳的检测效果，且定位误差为1.17％.而两束光正交时，检测不到泄漏信号.

摘要： 研制了一种基于Sagnac干涉仪原理的分布式光纤传感系统，可实时检测管道发生的泄漏.分析了传感器的检测原理及光偏振态对传感系统的影响，并在泄漏点为4.024 km处进行了模拟试验.结果表明，两束光偏振态一致时，传感系统具有最佳的检测效果，且定位误差为1.17％.而两束光正交时，检测不到泄漏信号.

摘要： 本发明公开了一种干涉系统，包括：输入端、第一多自由度干涉模块、路径干涉模块、第二多自由度干涉模块以及输出端；输入端用于输入多路光束；第一多自由度干涉模块以及第二多自由度干涉模块用于位于同一路径的不同自由度之间的干涉；路径干涉模块用于位于不同路径的自由度之间的干涉；输出端用于输出多路光束；输入端输入的光束依次经过第一多自由度干涉模块、路径干涉模块、第二多自由度干涉模块以及输出端后出射。本发明可以增加通道数目，可以实现任意输入通道与任意输出通道的连通功能。

摘要： 本发明目的是提供一种基于Sagnac实体干涉仪的光谱仪装调方法，以解决现有基于Sagnac实体干涉仪的光谱仪的传统装调方法，由于探测器复位精度较差导致的调整基准无法固化，以及由前至后的装调顺序可能会使探测器最终穿轴位置与主箱体预留理论位置偏差较大的问题。本发明将装调顺序优化为：傅氏镜‑探测器‑准直镜‑干涉仪‑前置镜‑探测器，并且直接将大地水平作为外部基准，无需将探测器行列与外部基准对准，将干涉仪底面与外部基准调平后，只需调整零级干涉条纹与铅垂线在探测器上的像的夹角即可，装调过程中无需对探测器进行反复拆装。

摘要： 本发明公开的一种基于飞秒激光的光纤Sagnac干涉仪，属于激光测量技术领域。本发明包括光纤耦合器、光纤圈、测量光源、扫描光源、光学扫描采样单元。光纤耦合器的第一输入光纤连接着测量光源，第一输出光纤、第二输出光纤连接着光纤圈，第二输入光纤连接着光学扫描采样单元；扫描光源的出射激光也进入光学扫描采样单元。本发明测量光源和扫描光源均为飞秒激光光源，两者的重复频率有微小的差别，使得光程差非歧义长度得到极大扩展，能够适用于各种转速条件下旋转角速度测量，进而拓展光纤Sagnac干涉仪的应用范围。由于本发明采用双飞秒脉冲光学扫描采样的原理，能够将微小的时间放大后进行探测，显著提高光纤Sagnac干涉仪的测量精确度与灵敏度。

摘要： 本发明提供一种非保偏型Sagnac干涉仪的偏振态控制系统及方法，系统通过在偏振分束器PBS的前端加入了一个光路选通器件光开关，实现单、双探头光路的切换；首先将光开关连通接入光探头的一路，调节两个偏振控制器使得干涉条纹锁定在π/2的位置并消失，然后切换到连接偏振分束器和平衡探测器的那一路，旋转适配器转轴或调节位于同一位置的另一偏振控制器使得干涉条纹对比度达到最大，从而实现该装置的最优化，达到最高灵敏度。

摘要： 本发明公开了一种干涉系统，包括：输入端、第一多自由度干涉模块、路径干涉模块、第二多自由度干涉模块以及输出端；输入端用于输入多路光束；第一多自由度干涉模块以及第二多自由度干涉模块用于位于同一路径的不同自由度之间的干涉；路径干涉模块用于位于不同路径的自由度之间的干涉；输出端用于输出多路光束；输入端输入的光束依次经过第一多自由度干涉模块、路径干涉模块、第二多自由度干涉模块以及输出端后出射。本发明可以增加通道数目，可以实现任意输入通道与任意输出通道的连通功能。

摘要： 本发明公开了一种基于SAGNAC干涉仪的长波红外成像光谱仪光学系统，包括：扫描反射系统，用于扫描视场得到全视场的干涉图像；前组望远系统，用于将目标辐射能量压缩成小口径的平行光束，避免后面干涉系统的体积过大；SAGNAC干涉仪光学系统，由一个分束镜和两个平面反射镜组成，位于前组望远系统和后组成像系统之间，将目标辐射能量分为两束相互平行的相干光束，由于不同视场下两束相干光的光程差不同，通过后组成像系统后，在像面上会形成干涉条纹；后组成像系统，用于将经SAGNAC干涉仪分光得到的两束平行光成像到红外探测器焦平面上，可在探测器上同时获得目标的二维空间信息与实时光谱信息。

摘要： 本发明目的是提供一种基于Sagnac实体干涉仪的光谱仪装调方法，以解决现有基于Sagnac实体干涉仪的光谱仪的传统装调方法，由于探测器复位精度较差导致的调整基准无法固化，以及由前至后的装调顺序可能会使探测器最终穿轴位置与主箱体预留理论位置偏差较大的问题。本发明将装调顺序优化为：傅氏镜‑探测器‑准直镜‑干涉仪‑前置镜‑探测器，并且直接将大地水平作为外部基准，无需将探测器行列与外部基准对准，将干涉仪底面与外部基准调平后，只需调整零级干涉条纹与铅垂线在探测器上的像的夹角即可，装调过程中无需对探测器进行反复拆装。

摘要： 本发明提供一种在非保偏的Sagnac型干涉仪中实现π/2初始相位差锁定的方法，包括以下：宽带光源输入消偏器得到两束不相干且正交的线偏振光；所述的线偏振光输入第一环形器，经过闭环光路结构或者开环光路结构得到逆时针方向的CCW光和顺时针方向的CW光；逆时针方向的CCW光和顺时针方向的CW光进行合束形成干涉光场，由第一环形器的输出端口输出；将光开关选通光电探测器通道，观察合成干涉光场的干涉信号，利用所述的闭环光路结构或开环光路结构的扰偏功能进行调节，并记录扰偏时的最大值和最小值；在静态的情况下调节电动偏振控制功能，使得合成干涉光场的光强位于扰偏功能工作时的最大值和最小值的正中间位置；给一个超声信号波形激励，同时光开关选通平衡探测器通道，利用偏振分束器和平衡探测器进行光强的差分探测。

摘要： 本发明公开了一种基于Sagnac干涉仪的双参量测量型大动态声传感器，包括：Sagnac干涉仪光路和信号处理电路；Sagnac干涉仪光路包括光源、探测器、光环行路、铌酸锂集成光学器件、保偏光纤耦合器、保偏延迟光纤、传感探头、四分之一波片和反射镜；信号处理电路对铌酸锂集成光学器件进行调制，并在探测器的输出信号中解调得到干涉相位差信息和光纤环路本征频率信息，并对两种信息进行双参量协同计算，输出声音波形信号。本发明结合光纤环路本征频率解调及闭环解调技术进行双参量测量，使得Sagnac干涉仪型光纤声传感器能够在不依靠附加测量硬件的情况下，实现对声信号大动态的探测。

摘要： 本实用新型公开了一种干涉系统，包括：输入端、第一多自由度干涉模块、路径干涉模块、第二多自由度干涉模块以及输出端；输入端用于输入多路光束；第一多自由度干涉模块以及第二多自由度干涉模块用于位于同一路径的不同自由度之间的干涉；路径干涉模块用于位于不同路径的自由度之间的干涉；输出端用于输出多路光束；输入端输入的光束依次经过第一多自由度干涉模块、路径干涉模块、第二多自由度干涉模块以及输出端后出射。本实用新型可以增加通道数目，可以实现任意输入通道与任意输出通道的连通功能。本实用新型还公开了一种多层干涉仪、单层干涉仪、条状干涉仪。