专利名称：基于法拉第效应的全光纤差流测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学控制领域。
背景技术：
目前探测仪器是光束经过光学电流互感器后的光强探测装置，光强探测装置中的 光电转换器在电流的互感下产生变化，从而使经过两台光电转换器的光束发生变化，所述 两台光电转换器再将接收到的两束光使用数字信号进行比较，如果两个数字信号有差别， 说明在光的传输中由于电流发生了异常，因此使经过光电转换器的光束也发生了变化，从 而启动电流保护装置。现有技术存在的缺点是使用两台光电探测器的成本高，并且在使用 过程中受电磁干扰性强，在光信号转变为电信号后出现的误差影响很大，从而获得的两光 束的偏振角度的准确率低。

发明内容
本发明为解决现有的光在传播过程中光束受电磁干扰性强，并且采用数字信号判 断光的偏转角度的准确率低，使用两台光电探测器的成本高的问题，提出基于法拉第效应 的全光纤差流测量装置。 本发明的装置包括光源、光电探测器和两个晶体，它还包括半波片、第一半透半反
镜和第一全反镜，所述光源发出第一光束经第一晶体透射后获得第一偏振光束，所述第一
偏振光束入射至第一半透半反镜；所述第一半透半反镜出射反射光束和透射光束，光源发
出第二光束经半波片透射后入射至第二晶体，经第二晶体透射后获得第二偏振光束，所述
第二偏振光束入射至第一全反镜，所述第一全反镜出射反射光束，所述经第一半透半反镜
出射的透射光束与第一全反镜反射的反射光束汇聚至光电探测器的光输入端。 光果花萃成长本发明的有益效果本发明装置是采用光学的方法判断两束光的偏
转角度的装置，所述光在传播过程中光束受电磁干扰性小，获得的光的偏转角度的准确率
高，由于采用 一 台光电探测器进行探测，从而降低了成本。


图1是本发明装置的结构示意图，图2为具体实施方式
二所述的装置结构示意图。
具体实施例方式
具体实施方式
一 结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的基于法拉第效应 的全光纤差流测量装置包括光源、光电探测器7和两个晶体，它还包括半波片8、第一半透 半反镜5和第一全反镜6，所述光源发出第一光束1-1经第一晶体3透射后获得第一偏振光 束，所述第一偏振光束入射至第一半透半反镜5 ;所述第一半透半反镜5出射反射光束和透 射光束，光源发出第二光束2-1经半波片8透射后入射至第二晶体4，经第二晶体4透射后 获得第二偏振光束，所述第二偏振光束入射至第一全反镜6，所述第一全反镜6出射反射光束，所述经第一半透半反镜5出射的透射光束与第一全反镜6反射的反射光束汇聚至光电 探测器7的光输入端。 本实施方式所述的光源有两个，分别为第一光源和第二光源，所述第一光束1-1 由第一光源发出，第二光束2-1由第二光源发出。
具体实施方式
二 结合图2说明本实施方式，本实施方式与实施方式一所述的基 于法拉第效应的全光纤差流测量装置的区别在于，它还包括第二半透半反镜9和第二全反 镜10，光源发出的光束入射至第二半透半反镜9后发出透射光束和反射光束，所述透射光 束为第二光束21，反射光束经第二全反镜IO后发出反射光束，所述反射光束为第一光束
1- 1。 本实施方式所述的光源有一个，所述第一光束1-1和第二光束21由一个光源发 出。
具体实施方式
三本实施方式与实施方式一或二所述的基于法拉第效应的全光纤 差流测量装置的区别在于，所述光的传输是在保偏光纤中传输的。
具体实施方式
四本实施方式与实施方式一或二所述的基于法拉第效应的全光纤 差流测量装置的区别在于，所述的第一光束1-1与第二光束2-1是完全相同的偏振光，所述 偏振光具有相同的频率、强度及偏振态。
具体实施方式
五本实施方式与实施方式一或二所述的基于法拉第效应的全光 纤差流测量装置的区别在于，所述的光源为半导体激光器，所述半导体激光器的波段为 532nm。 具体实施方式
六本实施方式与实施方式一或二所述的基于法拉第效应的全光纤 差流测量装置的区别在于，所述的第一晶体3与第二晶体4是两个完全相同的旋光晶体。
具体实施方式
七本实施方式与实施方式六所述的基于法拉第效应的全光纤差 流测量装置的区别在于，所述的旋光晶体为重火石玻璃、硅酸铋、锗酸铋或二氧化硅中的一 种。 本发明的工作原理本发明采用的是基于法拉第磁光效应的两束光干涉的偏振 效应，用于经过光学电流互感器后的两束光通过干涉后的图像强度区分它们偏振方向的不 同，从而启动电流保护装置；本发明的光传输部分是在保偏光纤中传输的，所述系统输入的 第一光束1-1的偏振态与系统输入的第二光束2-1的偏振态分别垂直于光的传播方向，所 述两个晶体旁分别设置有电线，该电线产生磁场，两个晶体置于磁场中，所述第一光束1-1 经过第一晶体3后的偏振角度发生变化， 所述第二光束2-1经过半波片后，所述半波片8使第二光束2-1的偏振态改变 90° ，所述第二光束2-l的偏振态与光的传播方向平行；与光的传播方向平行的第二光束
2- 1经过第二晶体4后产生旋光效应，即第二光束2-1的偏转角度发生了变化；判断经过第 一晶体3的第一光束1-1与经过第二晶体4的第二光束2-1发生的偏转角度是否相同，如 果第一光束1-1与第二光束2-1的偏转角度相同，则发生了偏转角度的第一光束1-1经过 半透半反镜5 (第一光束1-1有一半的光强直接穿透该镜，也就是取其透射功能)与发生了 偏转角度的第二光束2-1经全反镜6反射后再经半透半反镜5 (取其反射功能)，反射后汇 合的光束共同射向光电探测器；由于第一光束1-1与第二光束2-1的偏振态是完全正交的， 因此在光电探测器7上没有干涉条纹的产生，判断该电流正常传输；如果第一光束1-1与第二光束2-1的偏转角度不同，则说明电线短路，第二光束2-1经过的第二晶体4上方的电 流将反向；所述第二晶体4内的磁场也将发生变化，根据法拉第效应，在第一光束1-1与第 二光束21汇合到光电探测器7后，由于两束光的偏振态不是正交的，所以两束光将发生干 涉，产生干涉条纹，通过光电探测器7探测的条纹的干涉情况可知电线中电流出现异常，进 而启动电流保护装置。 本发明所述通过晶体的光的偏转角度的大小与磁场大小和晶体的材料有关。
权利要求
基于法拉第效应的全光纤差流测量装置，光源、光电探测器(7)和两个晶体，它还包括半波片(8)、第一半透半反镜(5)和第一全反镜(6)，所述光源发出第一光束(1-1)经第一晶体(3)透射后获得第一偏振光束，所述第一偏振光束入射至第一半透半反镜(5)；所述第一半透半反镜(5)出射反射光束和透射光束，光源发出第二光束(2-1)经半波片(8)透射后入射至第二晶体(4)，经第二晶体(4)透射后获得第二偏振光束，所述第二偏振光束入射至第一全反镜(6)，所述第一全反镜(6)出射反射光束，所述经第一半透半反镜(5)出射的透射光束与第一全反镜(6)反射的反射光束汇聚至光电探测器(7)的光输入端。
2. 根据权利要求1所述的基于法拉第效应的全光纤差流测量装置，其特征在于，它 还包括第二半透半反镜(9)和第二全反镜(IO)，光源发出的光束入射至第二半透半反镜(9) 后发出透射光束和反射光束，所述透射光束为第二光束(2-l)，反射光束经第二全反镜(10) 后发出反射光束，所述反射光束为第一光束(i-i)。
3. 根据权利要求1或2所述的基于法拉第效应的全光纤差流测量装置，其特征在于，所 述光的传输是在保偏光纤中传输的。
4. 根据权利要求1或2所述的基于法拉第效应的全光纤差流测量装置，其特征在于，所 述的第一光束(1-1)与第二光束(2-1)是完全相同的偏振光，所述偏振 光具有相同的频率、 强度及偏振态。
5. 根据权利要求1或2所述的基于法拉第效应的全光纤差流测量装置，其特征在于，所 述的光源为半导体激光器，所述半导体激光器的波段为532nm。
6. 根据权利要求1或2所述的基于法拉第效应的全光纤差流测量装置，其特征在于，所 述的第一晶体(3)与第二晶体(4)是两个完全相同的旋光晶体。
7. 根据权利要求6所述的基于法拉第效应的全光纤差流测量装置，其特征在于，所述 的旋光晶体为重火石玻璃、硅酸铋、锗酸铋或二氧化硅中的一种。
全文摘要
基于法拉第效应的全光纤差流测量装置，涉及光学控制领域，它解决现有的光在传播过程中光束受电磁干扰性强，并且采用数字信号判断光的偏转角度的准确率低，使用两台光电探测器的成本高的问题，其装置包括光源、光电探测器和晶体，还包括半波片、半透半反镜和全反镜，系统输入光束经晶体透射后获得振光束，偏振光束入射至半透半反镜；经半透半反镜入射的偏振光束出射反射光束和透射光束，系统输入光束经半波片透射后入射至晶体，经晶体透射后获得偏振光束，偏振光束入射至全反镜，经全反镜入射的偏振光束出射反射光束，所述经半透半反镜出射的透射光束与全反镜反射的反射光束汇聚至光电探测器的光输入端。本发明所述装置广泛应用于光的控制领域。
文档编号G01R15/24GK101769950SQ20091031269
公开日2010年7月7日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者于文斌, 张国庆, 申岩, 路忠锋, 郭志忠 申请人:哈尔滨工业大学