法拉第旋转反射器及光纤干涉仪

摘要

本发明提供了一种法拉第旋转反射器及光纤干涉仪，属于光纤干涉技术领域。该法拉第旋转反射器包括：准直器、偏振分光器、法拉第旋转器、光调节器及换向光纤，偏振分光器设置于准直器与法拉第旋转器之间，光调节器设置于法拉第旋转器与换向光纤之间。本发明提供的法拉第旋转反射器通过换向光纤实现了偏振分光器输出的第一线偏振光和第二线偏振光的传输路径的互换，从而利用偏振分光器消除了受法拉第旋转器的色散特性和温度特性的影响产生的偏振分量，有效地确保了由法拉第旋转反射器出射的光束相比于入射光束的偏振方向旋转了90度，不受环境温度以及入射光波长的影响。此外，本发明还提供了一种采用了上述法拉第旋转反射器的光纤干涉仪。

权利要求

1.一种法拉第旋转反射器，其特征在于，包括：准直器、偏振分光器、法拉第旋转器、光调节器及换向光纤，所述偏振分光器设置于所述准直器与所述法拉第旋转器之间，所述光调节器设置于所述法拉第旋转器与所述换向光纤之间；

所述偏振分光器用于将经过所述准直器准直的入射光分束为第一线偏振光和第二线偏振光，所述第一线偏振光与所述第二线偏振光的偏振方向相互垂直；

所述法拉第旋转器用于使入射的所述第一线偏振光和所述第二线偏振光的偏振方向均旋转预设角度；

所述换向光纤包括第一端和第二端，所述光调节器用于将入射的所述第一线偏振光耦合到所述换向光纤的第一端，将入射的所述第二线偏振光耦合到所述换向光纤的第二端，并使得由所述换向光纤的第二端出射的第一线偏振光沿所述第二线偏振光的路径反向传输，使得由所述换向光纤的第一端出射的第二线偏振光沿所述第一线偏振光的路径反向传输；

其中，所述光调节器包括会聚透镜和设置在所述会聚透镜远离所述法拉第旋转器的一侧的毛细管，所述换向光纤包括第一光纤和第二光纤，所述第一光纤的一端为所述换向光纤的第一端，所述第一光纤的另一端与所述第二光纤的一端连接，所述第二光纤的另一端为所述换向光纤的第二端，所述第一光纤及所述第二光纤并列嵌入所述毛细管内，所述换向光纤的第一端和第二端均朝向所述会聚透镜，且所述第一光纤和所述第二光纤均为保偏光纤以保持在所述换向光纤内传输的第一线偏振光和第二线偏振光的偏振方向。

2.根据权利要求1所述的法拉第旋转反射器，其特征在于，入射到所述换向光纤的第一端的第一线偏振光的偏振方向以及入射到所述换向光纤的第二端的第二线偏振光的偏振方向分别位于所述换向光纤的主轴方向。

3.根据权利要求2所述的法拉第旋转反射器，其特征在于，所述换向光纤的第一端和所述换向光纤的第二端位于同一平面内。

4.根据权利要求1所述的法拉第旋转反射器，其特征在于，所述光调节器还包括壳体，所述壳体设置有通光口，所述会聚透镜和所述毛细管均设置于所述壳体内。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的法拉第旋转反射器，其特征在于，所述法拉第旋转器设置于所述偏振分光器输出的所述第一线偏振光或所述第二线偏振光的传输路径中。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的法拉第旋转反射器，其特征在于，所述法拉第旋转器设置于所述偏振分光器输出的所述第一线偏振光和所述第二线偏振光的传输路径中。

7.根据权利要求1所述的法拉第旋转反射器，其特征在于，所述偏振分光器为渥拉斯顿棱镜。

8.一种光纤干涉仪，其特征在于，包括第一光纤干涉臂和第二光纤干涉臂，所述第一光纤干涉臂和所述第二光纤干涉臂上均设置有如权利要求1-7中任一项所述的法拉第旋转反射器，沿所述第一光纤干涉臂传输到所述法拉第旋转反射器的第一光束，经所述法拉第旋转反射器反射后沿所述第一光纤干涉臂反向输出，沿所述第二光纤干涉臂传输到所述法拉第旋转反射器的第二光束，经所述法拉第旋转反射器反射后沿所述第二光纤干涉臂反向输出。

说明书

法拉第旋转反射器及光纤干涉仪

技术领域

[0001] 本发明涉及光纤干涉技术领域，具体而言，涉及一种法拉第旋转反射器及光纤干涉仪。

背景技术

[0002] 干涉式解调方法具有较高的分辨力，被广泛地应用于光信号的解调中。相比于传统的透镜系统构成的干涉仪，光纤干涉仪具有体积小、质量轻、抗电磁干扰、防腐蚀、灵敏度高、测量带宽较宽、检测电子设备与传感器间隔很远等优点，测量压力、应力(应变)、磁场、折射率、微振动、微位移等均有重要应用。

[0003] 为了避免光纤干涉仪存在偏振衰落，影响干涉信号的输出，通常在光纤干涉仪的两个光纤干涉臂上均设置法拉第旋转器，以使从两个光纤干涉臂上反射回的光的偏振方向均旋转90度，从而提高光纤干涉仪的信噪比。然而，由于不同波长的光通过法拉第旋转器后的偏振方向旋转角度不同，只有在其中心波长处，光的偏振方向的旋转角度刚好为90度。且法拉第旋转器的中心波长会随着环境温度的变化而变化。也就是说，在某些信号光光谱范围较宽的应用场合中，或者是一些温差较大的应用环境中例如沙漠中的石油勘探，将法拉第旋转器应用于光纤干涉仪后，由于法拉第旋转器固有的色散和温度特性，使得两个干涉臂返回的光束的偏振态不同，不利于缓解光纤干涉仪的偏振衰落，也不利于提高光纤干涉仪的信噪比，从而也就限制了法拉第旋转器在光纤干涉仪中的应用。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种法拉第旋转反射器及光纤干涉仪，以有效地改善上述问题。

[0005] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

[0006] 一方面，本发明实施例提供了一种法拉第旋转反射器，包括：准直器、偏振分光器、法拉第旋转器、光调节器及换向光纤。所述偏振分光器设置于所述准直器与所述法拉第旋转器之间，所述光调节器设置于所述法拉第旋转器与所述换向光纤之间。所述偏振分光器用于将经过所述准直器准直的入射光分束为第一线偏振光和第二线偏振光，所述第一线偏振光与所述第二线偏振光的偏振方向相互垂直。所述法拉第旋转器用于使入射的所述第一线偏振光和所述第二线偏振光的偏振方向均旋转预设角度。所述换向光纤包括第一端和第二端，所述光调节器用于将入射的所述第一线偏振光耦合到所述换向光纤的第一端，将入射的所述第二线偏振光耦合到所述换向光纤的第二端，并使得由所述换向光纤的第二端出射的第一线偏振光沿所述第二线偏振光的路径反向传输，使得由所述换向光纤的第一端出射的第二线偏振光沿所述第一线偏振光的路径反向传输。

[0007] 在本发明较佳的实施例中，所述光调节器包括会聚透镜和设置在所述会聚透镜远离所述法拉第旋转器的一侧的毛细管。所述换向光纤包括第一光纤和第二光纤，所述第一光纤的一端为所述换向光纤的第一端，所述第一光纤的另一端与所述第二光纤的一端连接，所述第二光纤的另一端为所述换向光纤的第二端。所述第一光纤及所述第二光纤并列嵌入所述毛细管内，所述换向光纤的第一端和第二端均朝向所述会聚透镜。

[0008] 在本发明较佳的实施例中，所述第一光纤和所述第二光纤均为保偏光纤以保持在所述换向光纤内传输的第一线偏振光和第二线偏振光的偏振方向。

[0009] 在本发明较佳的实施例中，入射到所述换向光纤的第一端的第一线偏振光的偏振方向以及入射到所述换向光纤的第一端的第二线偏振光的偏振方向分别位于所述换向光纤的主轴方向。

[0010] 在本发明较佳的实施例中，所述换向光纤的第一端和所述换向光纤的第二端位于同一平面内。

[0011] 在本发明较佳的实施例中，所述光调节器还包括壳体，所述壳体设置有通光口，所述会聚透镜和所述毛细管均设置于所述壳体内。

[0012] 在本发明较佳的实施例中，所述法拉第旋转器设置于所述偏振分光器输出的第一线偏振光或第二线偏振光的传输路径中。

[0013] 在本发明较佳的实施例中，所述法拉第旋转器设置于所述偏振分光器输出的第一线偏振光和第二线偏振光的传输路径中。

[0014] 在本发明较佳的实施例中，所述偏振分光器为渥拉斯顿棱镜。

[0015] 另一方面，本发明实施例还提供了一种光纤干涉仪，包括第一光纤干涉臂和第二光纤干涉臂，所述第一光纤干涉臂和所述第二光纤干涉臂上均设置上述的法拉第旋转反射器。沿所述第一光纤干涉臂传输到所述法拉第旋转反射器的第一光束，经所述法拉第旋转反射器反射后沿所述第一光纤干涉臂反向输出，沿所述第二光纤干涉臂传输到所述法拉第旋转反射器的第二光束，经所述法拉第旋转反射器反射后沿所述第二光纤干涉臂反向输出。

[0016] 本发明实施例提供的法拉第旋转反射器通过设计偏振分光器、法拉第旋转器、光调节器及换向光纤，使得经偏振分光器输出的偏振方向相互垂直的第一线偏振光和第二线偏振光的偏振方向均偏转90度后返回，且通过换向光纤实现第一线偏振光和第二线偏振光的传输路径的互换，从而利用偏振分光器消除了受法拉第旋转器的色散特性和温度特性的影响产生的偏振分量，有效地确保了由法拉第旋转反射器出射的光束相比于入射的光束的偏振方向旋转了90度，不受环境温度以及入射光波长的影响。进一步，降低了采用本法拉第旋转反射器的光纤干涉仪对入射光波长及工作环境温度的要求，有利于提高光纤干涉仪的信噪比。

附图说明

[0017] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

[0018] 图1为本发明第一实施例提供的法拉第旋转反射器在第一种具体实施方式中的结构示意图；

[0019] 图2为本发明第一实施例提供的法拉第旋转反射器在第二种具体实施方式中的结构示意图；

[0020] 图3为本发明第一实施例提供的法拉第旋转反射器在第三种具体实施方式中的结构示意图；

[0021] 图4为本发明第一实施例提供的法拉第旋转反射器的光调节器在一种具体实施方式中的结构示意图；

[0022] 图5为图4的E-E剖面图；

[0023] 图6为本发明第一实施例提供的法拉第旋转反射器在第一种具体实施方式中的光传输方向示意图；

[0024] 图7为本发明第二实施例提供的光纤干涉仪的结构示意图。

[0025] 图中：1-光纤干涉仪；100-法拉第旋转反射器；110-准直器；120-偏振分光器；130-法拉第旋转器；140-磁场发生器；150-光调节器；151-壳体；1511-通光口；152-会聚透镜；153-毛细管；154-粘胶；160-换向光纤；160a-第一端；160b-第二端；161-第一光纤；161m-第一猫眼；162-第二光纤；162m-第二猫眼；200-光纤耦合器；301-第一光纤干涉臂；302-第二光纤干涉臂。

具体实施方式

[0026] 为了避免光纤干涉仪存在偏振衰落，影响干涉信号的输出，通常在光纤干涉仪的两个光纤干涉臂上均设置法拉第旋转器，以使从两个光纤干涉臂上反射回的光的偏振方向均旋转90度，从而提高光纤干涉仪的信噪比。然而，由于不同波长的光通过法拉第旋转器后的偏振方向旋转角度不同，只有在其中心波长处，光的偏振方向的旋转角度刚好为90度。且法拉第旋转器的中心波长会随着环境温度的变化而变化。也就是说，在某些信号光光谱范围较宽的应用场合中，或者是一些温差较大的应用环境中例如沙漠中的石油勘探，将法拉第旋转器应用于光纤干涉仪后，由于法拉第旋转器固有的色散和温度特性，使得两个干涉臂返回的光束的偏振态不同，从而导致光纤干涉仪的信噪比降低，也就限制了法拉第旋转器在光纤干涉仪中的应用。

[0027] 鉴于此，本发明实施例提供了一种法拉第旋转反射器，以有效地解决入射光波长及环境温度影响光束偏振方向的旋转角度的问题，有利于降低光纤干涉仪对入射光波长及工作环境温度的要求，有利于法拉第旋转反射器在光纤干涉仪中的应用。

[0028] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0029] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

[0030] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0031] 此外，术语“水平”、“竖直”、“垂直”等术语并不表示要求部件绝对水平或垂直，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

[0032] 在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0033] 第一实施例

[0034] 如图1所示，本实施例提供的法拉第旋转反射器100包括准直器110、偏振分光器120、法拉第旋转器130、光调节器150及换向光纤160。偏振分光器120设置于准直器110与法拉第旋转器130之间，光调节器150设置于法拉第旋转器130与换向光纤160之间。

[0035] 其中，准直器110用于对入射光进行准直、转换为近似平行光出射。可以理解的是，法拉第旋转反射器100通常应用于光纤干涉仪中，此时，法拉第旋转反射器100的入射端与光纤干涉仪的光纤干涉臂耦合。

[0036] 偏振分光器120用于将经过准直器110准直的入射光分束为第一线偏振光和第二线偏振光。其中，第一线偏振光与所述第二线偏振光的偏振方向相互垂直。偏振分光器120可以为双折射晶体，例如，方解石，也可以为由两个双折射晶体构成的渥拉斯顿棱镜。当然，偏振分光器120也可以是其它能将入射光束分解为偏振方向相互垂直且出射方向具有一定夹角的两束线偏振光的结构。

[0037] 法拉第旋转器130用于使入射的第一线偏振光和第二线偏振光的偏振方向均旋转预设角度。作为一种实施方式，如图1所示，法拉第旋转器130设置于偏振分光器120输出的第一线偏振光和第二线偏振光的传输路径中。此时，预设角度为45°。作为另一种实施方式，法拉第旋转器130设置于偏振分光器120输出的第一线偏振光的传输路径中，如图2所示，或者，法拉第旋转器130设置于偏振分光器120输出的第二线偏振光的传输路径中，如图3所示。此时，上述预设角度为90°。法拉第旋转器130置于一个磁场发生器140内。磁场发生器140可以是外部缠绕有线圈的铁芯，当线圈通电后会在铁芯内产生磁场。优选的，上述铁芯为环形铁芯。此外，磁场发生器140也可以是能够产生固定磁场的永磁体。磁场发生器140产生的磁场作用于法拉第旋转器130上，使得通过法拉第旋转器130的光束的偏振方向旋转
45°或90°。

[0038] 法拉第旋转器130的上述两种实施方式的不同之处在于，当采用旋转45°的法拉第旋转器130，第一线偏振光和第二线偏振光均需要通过两次法拉第旋转器130，才能使得第一线偏振光和第二线偏振光的偏振方向均旋转90°；当采用旋转90°的法拉第旋转器130，第一线偏振光和第二线偏振光只需通过一次法拉第旋转器130，就可以使得第一线偏振光和第二线偏振光的偏振方向均旋转90°。由于这两种实施方式所产生的效果相同，本实施例中不作一一说明。在下面的描述中，以采用旋转45°的法拉第旋转器130的情况为例进行说明。

[0039] 换向光纤160包括第一端160a和第二端160b。需要说明的是，第一端160a和第二端160b分别为光纤的两个端面。光调节器150用于将经过上述偏振旋转器后入射的第一线偏振光耦合到换向光纤160的第一端160a，将经过上述偏振旋转器后入射的第二线偏振光耦合到所述换向光纤160的第二端160b。从换向光纤160的第一端160a入射的第一线偏振光在换向光纤160内传输，从换向光纤160的第二端160b出射。从换向光纤160的第二端160b入射的第二线偏振光在换向光纤160内传输，从换向光纤160的第一端160a出射。此后，由换向光纤160的第二端160b出射的第一线偏振光沿第二线偏振光的路径反向传输，由换向光纤160的第一端160a出射的第二线偏振光沿第一线偏振光的路径反向传输。也就是说，本实施例中，换向光纤160可以近似呈“U”型设置，可以通过光调节器150及换向光纤160实现第一线偏振光和第二线偏振光的传输路径的互换。

[0040] 图4示出了三维光调节器在三维直角坐标系(X，Y，Z)中的XY平面上的结构示意图。如图4所示，于本实施例的一种具体实施方式中，光调节器150可以包括壳体151、会聚透镜
152和设置在会聚透镜152远离法拉第旋转器130的一侧的毛细管153。壳体151设置有通光口1511，会聚透镜152和毛细管153均设置于壳体151内。所述通光口1511用于透过光束。

[0041] 此时，换向光纤160可以包括第一光纤161和第二光纤162，第一光纤161的一端即为上述换向光纤160的第一端160a，第一光纤161的另一端与所述第二光纤162的一端连接，第二光纤162的另一端为换向光纤160的第二端160b，第一光纤161及第二光纤162并列嵌入毛细管153内，且换向光纤160的第一端160a和第二端160b均朝向会聚透镜152。为了固定第一光纤161及第二光纤162的位置，可以在毛细管153远离会聚透镜152的一端与穿出毛细管153的第一光纤161及第二光纤162之间涂上粘胶154。作为一种优选实施方式，第一光纤161和第二光纤162可以属于同一根光纤，即第一光纤161和第二光纤162为一体成形的。当然，第一光纤161和第二光纤162也可以是相互独立的两根光纤，上述的第一光纤161的另一端与所述第二光纤162的一端熔接形成换向光纤160。

[0042] 此时，由法拉第旋转器130出射的第一线偏振光和第二线偏振光透过壳体151上设置的通光口1511入射到会聚透镜152，所述会聚透镜152将第一线偏振光汇聚至换向光纤160的第一端160a进入换向光纤160，将第二线偏振光会聚至换向光纤160的第二端160b进入换向光纤160。

[0043] 进一步地，为了保持第一线偏振光和第二线偏振光在换向光纤160中传输的过程中的偏振态不发生改变，上述换向光纤160为保偏光纤，即第一光纤和第二光纤162均为保偏光纤。且入射到换向光纤160的第一端160a的第一线偏振光的偏振方向以及入射到换向光纤160的第二端160b的第二线偏振光的偏振方向分别位于换向光纤160的主轴方向。本实施例中，第一光纤161和第二光纤162可以是“熊猫眼”保偏光纤、“蝶形”保偏光纤等。例如，当第一光纤161和第二光纤162为“熊猫眼”保偏光纤时，嵌入毛细管153的第一光纤161的猫眼之间的连线与第二光纤162的猫眼之间的连线平行。图5示出了图4的E-E剖面图，即三维直角坐标系(X，Y，Z)中的YZ平面上的剖面图。进一步地，为了便于会聚透镜152将第一线偏振光汇聚到换向光纤160的第一端160a，将第二线偏振光汇聚到换向光纤160的第二端160b，如图5所示，嵌入毛细管153的第一光纤161的第一猫眼161m与第二光纤162的第二猫眼162m沿水平方向排列。其中，水平方向即为图5中的Z方向。优选的，换向光纤160的第一端
160a和换向光纤160的第二端160b位于同一平面内，即均位于YZ平面内。

[0044] 需要说明的是，本实施例中，光调节器150的壳体151可以优选由玻璃或金属材料制成，毛细管153可以优选为毛细玻璃管。当然，壳体151和毛细管153也可以采用其它材料制成，本实施例不作限制。

[0045] 为了更清楚的说明本实施例的方案，下面将对本实施例提供的法拉第旋转反射器100的工作过程作进一步描述。以渥拉斯顿棱镜作为偏振分光器120为例。

[0046] 如图6所示，任意偏振态的入射光束10沿着传导光纤进入准直器110，由准直器110准直后出射的光束记为光束12。光束12继续传播入射到偏振分光器120的一端。根据偏振分光器120的晶体特性，任意偏振态的光束进入偏振分光器120之后，分解形成第一线偏振光和第二线偏振光。这两束线偏振光的偏振方向相互垂直，通常叫做寻常光(o光)和非寻常光(e光)，这两束光会在偏振分光器120内沿着不同的方向传播。如图6所示，偏振分光器120将入射的光束12分解为从不同方向出射的o光14和e光16。需要说明的是，图6中的标号10至标号26以及相应的箭头仅用于示意光束的传输方向，并不表示实际的光束。

[0047] 此时，o光14沿着光路1A穿过偏振分光器120，从位置D1出射。从位置D1出射后的o光14继续向前传播，入射到法拉第旋转器130。经过法拉第旋转器130后，o光14的偏振方向旋转45°。将从法拉第旋转器130出射的光束记为光束18。

[0048] e光16的偏振方向与o光14的偏振方向垂直，e光16沿着光路1B通过偏振分光器120，从位置D2出射。从位置D2出射后的e光16继续向前传播，入射到法拉第旋转器130。经过法拉第旋转器130后，e光16的偏振方向旋转45°。将从法拉第旋转器130出射的光束记为光束20。

[0049] 光束18和光束20继续传播入射到光调节器150中的会聚透镜152的不同位置处，光束18经会聚透镜152汇聚后进入换向光纤160的第一端160a，光束20经会聚透镜152汇聚后进入换向光纤160的第二端160b，从而实现光路互换。由换向光纤160的第二端160b出射后的光束18沿着光束20的入射路径反向传播，由换向光纤160的第一端160a出射后的光束20沿着光束18的入射路径反向传播。

[0050] 光束18再次由会聚透镜152出射后继续沿光束20的入射路径反向传播，再次经过法拉第旋转器130，偏振方向再次偏转45°，将光束18再次经过法拉第旋转器130出射后的光束记为光束22。同理，光束20再次由会聚透镜152出射后继续沿光束18的入射路径反向传播，再次经过法拉第旋转器130，偏振方向再次偏转45°，将光束20再次经过法拉第旋转器130出射后的光束记为光束24。可以理解的是，相比于光束14，光束22的偏振方向偏转了
90°；相比于光束16，光束24的偏振方向也偏转了90°。光束22沿光路1B进入偏振分光器120，且光束22的传播方向与光束16的传播方向相反，而光束24沿光路1A进入偏振分光器120，且光束24的传播方向与光束14的传播方向相反。

[0051] 由上述分析可知，偏振分光器120出射的o光14转换成了e光，且沿着e光16的传播路径回到偏振分光器120的出射点D2，而偏振分光器120出射的e光16转换成了o光，且沿着o光14的传播路径回到偏振分光器120的出射点D1。这两束光的合成光束从偏振分光器120出射，通过准直器110之后，记为光束26。由于这两束光的偏振方向实现了互换，因此，出射光束26的偏振方向与入射光束10的偏振方向垂直。

[0052] 上述过程中，偏振分光器120可以相当于法拉第旋转角度的过滤器，能够消除受法拉第旋转器130的色散特性和温度特性的影响而产生的偏振分量。具体来讲，由于法拉第旋转器130存在色散和温度特性，其并不能将所有两次通过它的光的偏振方向都旋转90°。而偏振分光器120只允许相对于其出射的o光14和e光16而言，偏振方向刚好旋转了90°的光通过。也就是说，只有偏振方向垂直于偏振分光器120的光轴方向的光，才能沿着偏振分光器120内的光路1A反向传播，出射后能到达准直器110，只有偏振方向平行于偏振分光器120的光轴方向的光，才能沿着偏振分光器120内的光路1B反向传播，出射后能到达准直器110。例如，某光束沿与光束24相同的方向入射在偏振分光器120的D1位置，由于法拉第旋转器130的误差，使得这束光两次经过法拉第旋转器130后的偏振方向与偏振分光器120光轴的垂直方向有一个小的夹角1°。此时，在这束光的电场矢量中，只有偏振方向垂直于偏振分光器
120的光轴的偏振分量才能沿着1A的路径反向通过偏振分光器120，传播到准直器110。

[0053] 综上所述，尽管法拉第旋转器130受色散和温度特性的影响，使入射光的偏转方向的旋转角度发生偏移，本发明实施例提供的法拉第旋转反射器100能够使得出射光束26的偏振方向总是垂直于入射光束10的偏振方向，有效地抑制了法拉第旋转器130的色散和温度特性对出射光束26的偏振方向的影响，有利于降低光纤干涉仪对入射光波长及工作环境温度的要求，有利于法拉第旋转反射器100在光纤干涉仪中的应用。

[0054] 第二实施例

[0055] 本实施例提供了一种光纤干涉仪。如图7所示，所述光纤干涉仪1包括光纤耦合器200、第一光纤干涉臂301和第二光纤干涉臂302，第一光纤干涉臂301和第二光纤干涉臂302上均设置有上述第一实施例提供的法拉第旋转反射器100。其中，法拉第旋转反射器100的具体结构及原理请参照上述第一实施例，此处不再赘述。

[0056] 光纤耦合器200可以采用分光比为50:50的2×2光纤耦合器。该光纤耦合器200包括第一连接端a、第二连接端b、第三连接端c及第四连接端d。信号光由光纤耦合器200的第一连接端a进入，分为光强相等的第一光束和第二光束。第一光束由第三连接端c入射到第一光纤干涉臂301，沿第一光纤干涉臂301传输到法拉第旋转反射器100，经法拉第旋转反射器100反射后沿第一光纤干涉臂301反向输出。第二光束由第四连接端d入射到第二光纤干涉臂302，沿第二光纤干涉臂302传输到法拉第旋转反射器100的第二光束，经法拉第旋转反射器100反射后沿第二光纤干涉臂302反向输出。此时，沿第一光纤干涉臂301反向输出的第一光束与由第一光纤干涉臂301入射的第一光束的偏振方向相互垂直，沿第二光纤干涉臂302反向输出的第二光束与由第二光纤干涉臂302入射的第二光束的偏振方向相互垂直。沿第一光纤干涉臂301反向输出的第一光束由第三连接端c进入光纤耦合器200，沿第二光纤干涉臂302反向输出的第二光束由第四连接端d进入光纤耦合器200，发生干涉形成干涉信号，由光纤耦合器200的第二连接端b输出。

[0057] 本发明实施例提供的光纤干涉仪1，采用了上述第一实施例提供的法拉第旋转反射器100，在降低光纤干涉仪1对入射光波长及工作环境温度的要求的基础上，有效地消除了现有光纤干涉仪存在的偏振衰落问题，提高了输出干涉信号的信噪比。

[0058] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。