一种基于克尔效应的光纤结构及克尔光纤干涉仪

本发明涉及干涉仪，特别涉及一种基于克尔效应的光纤结构及克尔光纤干涉仪。

背景技术：

1、马赫曾德尔干涉是一种光学干涉现象，其原理是利用分束器将单一光源分为两条光路，再将两条光路合并在一起，通过光的干涉现象来观察光的特性变化。

2、在传统的马赫曾德尔干涉仪的延时光路中，是通过压电陶瓷对该延时光路的光程差进行控制，通过调整两路光程的差距，以调整最终的干涉信号，即在压电陶瓷上施加交流或直流电压时，使其产生微形变，该形变会传递到与之相连的光学波导或光纤上，导致波导的折射率或光路长度发生变化，从而实现对光程差的调制。

3、目前设有压电陶瓷的延时光路需要较长的光纤长度，同时由于压电陶瓷自身的物性，使得整个光学系统不耐震动，如在搬运过程中容易出现损坏，尤其是无法胜任需要外出勘探的场合。

4、另外，若长时间使用压电陶瓷，易使其出现机械性损伤，在需要微操作的光学工作中，这样的变化将严重影响实验结果。

技术实现思路

1、为此，本发明为解决上述问题，提供一种基于克尔效应的光纤结构及克尔光纤干涉仪，不仅能够对经过克尔介质中的光发生双折射并形成相应的光程差，还具有可弯折、耐震动、高反应速度以及较大的光程差可调范围。

2、为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

3、本发明提供一种基于克尔效应的光纤结构，包括光纤主体，所述光纤主体的纤芯内设置有克尔介质，并配设有电极单元；通电的电极单元对所述克尔介质施加电场，以使其极性分子发生稳定偏转，进而使经过所述克尔介质的光发生双折射并形成光程差设置。

4、进一步的，所述克尔介质为液态介质。

5、进一步的，所述液态介质为硝基苯。

6、进一步的，所述电极单元包括多个电极组，所述电极组包括两个相对设置的片状电极；多个电极组呈间距的环绕于所述克尔介质，以形成均匀电场。

7、进一步的，所述电极单元包括两个相对设置的柱状电极，两个柱状电极呈间距的环绕于所述克尔介质。

8、进一步的，所述光纤主体包括与所述纤芯同心设置的包层。

9、进一步的，所述包层的外层设置有用于防护的涂覆层；所述电极单元设置在所述涂覆层和所述包层之间；或所述电极单元设置在所述纤芯和所述包层之间。

10、进一步的，所述包层的外层设置有用于防护的涂覆层，且所述电极单元设置在所述涂覆层的外层。

11、本发明提供一种克尔光纤干涉仪，包括用于参考光传输的参考臂以及用于传感光传输的传感臂，所述传感臂设置有上述的基于克尔效应的光纤结构。

12、进一步的，所述参考臂通过光纤接口连接用于形成干涉信号的光纤耦合器；和/或，所述传感臂通过光纤接口连接用于形成干涉信号的光纤耦合器。

13、通过本发明提供的技术方案，具有如下有益效果：

14、通过将所述光纤主体的纤芯内设置有克尔介质以及所述电极单元对所述克尔介质施加电场，以使所述克尔介质的极性分子发生稳定偏转，进而改变所述克尔介质的折射率，且光经过处于电场中的克尔介质并发生双折射，能够在较大的可调范围内快速形成光程差，同时具有可弯折、耐震动、高反应速度。

15、另外，相比于现有的马赫曾德尔干涉仪，本发明只需要较短的光纤长度，以具有改变信号强度的功能，且更加耐受机械损伤，适用于更多实验环境。

1.一种基于克尔效应的光纤结构，包括光纤主体，其特征在于：所述光纤主体的纤芯内设置有克尔介质，并配设有电极单元；通电的电极单元对所述克尔介质施加电场，以使其极性分子发生稳定偏转，进而使经过所述克尔介质的光发生双折射并形成光程差设置。

2.根据权利要求1所述的基于克尔效应的光纤结构，其特征在于：所述克尔介质为液态介质。

3.根据权利要求2所述的基于克尔效应的光纤结构，其特征在于：所述液态介质为硝基苯。

4.根据权利要求1-3任一所述的基于克尔效应的光纤结构，其特征在于：所述电极单元包括多个电极组，所述电极组包括两个相对设置的片状电极；多个电极组呈间距的环绕于所述克尔介质，以形成均匀电场。

5.根据权利要求1-3任一所述的基于克尔效应的光纤结构，其特征在于：所述电极单元包括两个相对设置的柱状电极，两个柱状电极呈间距的环绕于所述克尔介质。

6.根据权利要求1-3任一所述的基于克尔效应的光纤结构，其特征在于：所述光纤主体包括与所述纤芯同心设置的包层。

7.根据权利要求6所述的基于克尔效应的光纤结构，其特征在于：所述包层的外层设置有用于防护的涂覆层；所述电极单元设置在所述涂覆层和所述包层之间；或所述电极单元设置在所述纤芯和所述包层之间。

8.根据权利要求6所述的基于克尔效应的光纤结构，其特征在于：所述包层的外层设置有用于防护的涂覆层，且所述电极单元设置在所述涂覆层的外层。

9.一种克尔光纤干涉仪，包括用于参考光传输的参考臂以及用于传感光传输的传感臂，其特征在于：所述传感臂设置有权利要求1-8任一所述的基于克尔效应的光纤结构。

10.根据权利要求9所述的克尔光纤干涉仪，其特征在于：所述参考臂通过光纤接口连接用于形成干涉信号的光纤耦合器；和/或，所述传感臂通过光纤接口连接用于形成干涉信号的光纤耦合器。