光纖旋光儀的制作方法
【專利摘要】光纖旋光儀是一種全光纖光路測試系統(tǒng)，通過對具有磁旋光效應的光纖加以調制從而實現(xiàn)對旋光角的測量。目前市場上旋光儀大都運用傳統(tǒng)光學系統(tǒng)及伺服電機的方法對旋光角進行測量。光纖旋光儀采用了光信號通過交流調制的磁旋光光纖，并運用法拉第旋鏡反射的單光路處理，產(chǎn)生了一個兩次旋轉的交流調制角度，最后采用數(shù)字信號處理電路對輸出信號進行頻譜分析計算出待測旋光角。此種方法不僅提高了旋光儀的精度和集成度，而且功耗低，體積小，方便攜帶，可應用于各類化驗分析和質量控制等方面。
【專利說明】光纖旋光儀
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高精度全光纖旋光儀。特別提供了一種運用交流調制的方法對一 種具有磁旋光效應的光纖進行調制，并對調制的信號進行頻譜分析求出準確的旋光角。
【背景技術】
[0002] 目前市面上旋光儀大都采用傳統(tǒng)光學系統(tǒng)進行測量，這類旋光儀的缺點是體積 大，重量重，誤差偏高。為了提高測量精度，有些采用高精度伺服電機進行校準測量，但其 測量角度的范圍有限。本發(fā)明采用光纖傳導，對磁旋光光纖進行調制測量，運用頻譜分析法 對信號進行處理，不僅提高了測量的精度，而且提高了儀器的集成度，使儀器更方便攜帶使 用。
【發(fā)明內容】
[0003] 本發(fā)明的目的是設計了一種全光纖光路測試系統(tǒng)，解決了【背景技術】所述的傳統(tǒng)旋 光儀普遍存在問題，同時提供了一種利用光纖旋光效應進行高精度測量的方法。
[0004] 本發(fā)明采取光纖系統(tǒng)，先將光源調制信號輸入光纖中，經(jīng)光纖環(huán)形器反射端口連 接帶有尾纖的lens(聚焦透鏡）將信號光準直為平行光，經(jīng)起偏器產(chǎn)生偏振光，偏振光通過 待測溶液發(fā)生旋轉，再由準直透鏡將旋轉的光信號耦合到光纖中，當光纖中的光信號通過 具有磁旋光效應的特殊光纖后，使輸出光信號增加了一個交流的調制角度，再經(jīng)過法拉第 旋鏡反射回來，讓光信號發(fā)生一次90°的旋轉角，和原光路信號相互垂直。此時的光信號再 次經(jīng)過磁旋光光纖與溶液，產(chǎn)生了兩次經(jīng)過溶液的旋光角和磁調制角。通過環(huán)形器輸出端 口到光電探測器，對測量的光強信號進行放大處理后，由數(shù)字信號處理芯片對信號進行頻 譜分析計算，從而得到溶液的旋光角。
[0005] 本發(fā)明的優(yōu)點有：
[0006] (1)運用光纖的特性將光信號由光纖載入，運用一種穩(wěn)定的交流信號對具有磁旋 光效應的光纖進行調制，提高了儀器的集成度。
[0007] (2)運用法拉第旋鏡進行反光處理，從而得到一個輸入光垂直的返回光信號，節(jié)省 了光路的長度。
[0008] (3)對光電探測器的信號進行頻譜分析計算，提升了角度測量的精度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0010] (1)附圖1為光纖旋光儀的原理框圖
[0011] (2)附圖2為光纖旋光儀的光路示意圖
【具體實施方式】
[0012] 本發(fā)明可應用于對精度要求相對較高的醫(yī)療器械、藥品、食品、香料的制作檢驗以 及化工、石油等化驗分析等方面。具體可分為兩部分：
[0013] ⑴光路部分
[0014] 半導體激光器產(chǎn)生一束激光由環(huán)形器的1腳輸入環(huán)形器，由2腳輸出，通過光纖傳 導，終端為Lens，光首先通過偏振片變成偏振光，經(jīng)過樣品產(chǎn)生旋轉，再經(jīng)過一個Lens后使 偏振光再次進入光纖傳導。
[0015] 當光通過帶有法拉第線圈的磁光光纖時發(fā)生改變，產(chǎn)生一個微調角度，然后經(jīng)過 法拉第旋鏡，使光發(fā)生90°旋轉并按原光路返回，由環(huán)形器的2腳輸入，3腳輸出被光電探 測器測量。在整個光路過程中環(huán)形器起到分離輸入輸出光的作用，偏振片既作為起偏器又 作為檢偏器使用。
[0016] (2)電路部分
[0017] 光電探測器探測到的光信號經(jīng)過放大后由A/D轉換器轉換為數(shù)字信號，存儲在 DSP內存中，由DSP對其做頻譜分析處理，然后經(jīng)過相應的算法，計算出樣品的旋光角爐，從 而可得到樣品的濃度并顯示。
【權利要求】
1. 光纖旋光儀的設計，包括： (1) 內部結構主要由光源，普通光纖，環(huán)形器，磁旋光光纖，穩(wěn)定的交直流源，法拉第旋 鏡、光電探測器，放大電路，信號處理電路組成； (2) 設計一種運用磁旋光光纖來測量旋光角度的便攜式旋光儀； (3) 采用磁旋光光纖測量方法提升了測量精度。
2. 按照權利要求1所述的光纖旋光儀，其特征是：利用磁旋光光纖的旋光特性進行小 角度測量，光信號通過光纖進行傳輸，提高了儀器的集成度，節(jié)省了體積和重量。
3. 按照權利要求1所述的光纖旋光儀，其特征是：采用法拉第旋鏡對光信號進行90° 偏轉處理，產(chǎn)生了原路返回的光信號，節(jié)省了儀器的長度。
4. 按照權利要求1所述的光纖旋光儀，其特征是：線圈外加電流源采用交直流信號疊 加的方法，實現(xiàn)線性的直流電流源和穩(wěn)定的交流源。
【文檔編號】G01N21/21GK104515736SQ201310470684
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權日:2013年9月30日
【發(fā)明者】王芳, 王旭, 常欽, 郭彩霞, 修素樸, 張揚眉 申請人:河南師范大學