CN104391417B - 基于可调谐光滤波器并行扫描的高速光纤光栅解调*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于可调谐光滤波器并行扫描的高速光纤光栅解调***，它包括控制模块、第一数模转换模块、第一半导体光放大器驱动模块、第一功率放大模块、第二数模转换模块、第二半导体光放大器驱动模块、第二功率放大模块、第一路扫频光源模块、第二路扫频光源模块、光耦合器、第一光分路器、第二光分路器、梳状滤波器、单峰滤波器、第一多路测量光纤光栅和第二多路测量光纤光栅，本发明突破了可调谐光滤波器扫描速度的限制，提高了光纤光栅解调仪的解调速度。

Description

基于可调谐光滤波器并行扫描的高速光纤光栅解调***

技术领域

本发明涉及光纤光栅解调技术领域，具体地指一种基于可调谐光滤波器并行扫描的高速光纤光栅解调***。

背景技术

光纤光栅具有抗电磁干扰、电绝缘性好、耐腐蚀、体积小、重量轻、传输损耗小、可实现多点分布式测量、测量范围广等特点，被广泛地应用于民用工程、航空、船舶、电力、石油、建筑物结构健康监测、复杂机械***动态监测等领域。随着光纤光栅传感技术的不断成熟，已经在科研、生产中逐渐体现出其独特的优势。目前，低速光纤光栅解调***已经日臻成熟，并越来越多的出现在实际应用中。然而随着光纤光栅传感技术应用的深化与需求的提高，迫切需要高速光纤光栅解调***。

目前，光纤光栅解调方法有可调谐F-P(法布里-珀罗)光滤波器法、匹配光栅解调法、非平衡M-Z(马赫一曾德)干涉解调法等等。在众多光纤光栅解调方案中，基于可调谐F-P光滤波器的高速光纤光栅解调方案具有支持多点多通道复用、波长扫描范围广、波长分辨率高、动态测量精度高、静态测量稳定性强、成本适中等特点，同时目前技术成熟，已在高速光纤光栅解调中得到广泛应用。一般情况下，基于可调谐光滤波器的光纤光栅解调方案解调速度最高可达2～5KHz，解调速度受限于光滤波器的特性(主要是F-P腔的材料特性，F-P腔内部有一个PZT(压电陶瓷)，通过电压可以调节PZT长度从而改变F-P腔长，电压变化频率高以后，压电陶瓷的位移变化频率跟不上电压变化频率)，解调速度很难提高。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种基于可调谐光滤波器并行扫描的高速光纤光栅解调***，该***能有效地解决可调谐F-P光滤波器等光器件对解调速度的限制，在不降低解调精度和解调范围的前提条件下，提高光纤光栅解调速度。

为实现此目的，本发明所设计的基于可调谐光滤波器并行扫描的高速光纤光栅解调***，其特征在于：它包括控制模块、第一数模转换模块、第一半导体光放大器驱动模块、第一功率放大模块、第二数模转换模块、第二半导体光放大器驱动模块、第二功率放大模块、第一路扫频光源模块、第二路扫频光源模块、第一光耦合器、第一光分路器、第二光分路器、梳状滤波器、单峰滤波器、第一多路测量光纤光栅、第二多路测量光纤光栅，其中，所述控制模块的第一三角波信号输出端通过第一数模转换模块连接第一功率放大模块的输入端，所述第一功率放大模块输出端连接第一路扫频光源模块的可调谐F-P光滤波器驱动端，所述控制模块的第二三角波信号输出端通过第二数模转换模块连接第二功率放大模块的输入端，第二功率放大模块的输出端连接第二路扫频光源模块的可调谐F-P光滤波器驱动端；

所述控制模块的第一方波控制信号输出端通过第一半导体光放大器驱动模块连接第一路扫频光源模块的半导体光放大器驱动端，控制模块的第二方波控制信号输出端通过第二半导体光放大器驱动模块连接第二路扫频光源模块的半导体光放大器驱动端；

所述第一路扫频光源模块的输出端向第一光耦合器的第一输入端输送第一个完整波长范围的宽带扫频光，所述第二路扫频光源模块的输出端向第一光耦合器的第二输入端输送第二个完整波长范围的宽带扫频光，所述第一个完整波长范围的宽带扫频光在第二个完整波长范围的宽带扫频光的前一个时刻，所述第一光耦合器将第一个完整波长范围的宽带扫频光和第二个完整波长范围的宽带扫频光耦合成具有两倍扫频频率和完整波长范围的宽带扫频光；

所述第一光耦合器的输出端分别将具有两倍扫频频率和完整波长范围的宽带扫频光输送到第一光分路器和第二光分路器的输入端，所述第一光分路器的第一输出端连接梳状滤波器的输入端，所述梳状滤波器的输出端用于输出一组固定波长的梳状光，所述第一光分路器的第二输出端连接单峰滤波器的输入端，所述单峰滤波器的输出端用于输出一个峰值波长固定的单峰光，所述第二光分路器的第一输出端连接第一多路测量光纤光栅的输入端，第一多路测量光纤光栅的输出端用于输出光纤光栅的波长信息，所述第二分路器的第二输出端连接第二多路测量光纤光栅的输入端，第二多路测量光纤光栅的输出端用于输出光纤光栅的波长信息；

所述单峰滤波器的输出端连接控制模块的反馈信号输入端。

本发明的有益效果：

本发明提出了上述多个可调谐F-P光滤波器并行扫描的方案，采用了多个光滤波器和多个半导体光放大器，通过驱动控制，构成可轮流工作、并行扫描的宽带扫频光源，以此突破可调谐光滤波器扫描速度的限制，提高光纤光栅解调仪的解调速度。相比于传统的基于可调谐F-P光滤波器的光纤光栅解调方案，本发明利用两个扫频光源的方案，解决了可调谐F-P光滤波器对光纤光栅解调速度的限制，多个可调谐光滤波器并行扫描将成倍地提高光纤光栅解调速度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的各部分的波形图。

图2中T为时间，λ为波长。

其中，1—第一路扫频光源模块、1.1—第一半导体光放大器、1.2—第一光隔离器、1.3—第二光隔离器、1.4—第一可调谐F-P光滤波器、1.5—第三光分路器、2—第二路扫频光源模块、2.1—第二半导体光放大器、2.2—第三光隔离器、2.3—第四光隔离器、2.4—第二可调谐F-P光滤波器、2.5—第四光分路器、3—光耦合器、4—第一光分路器、5—第二光分路器、6—梳状滤波器、7—单峰滤波器、8—第一多路测量光纤光栅、9—第二多路测量光纤光栅、10—控制模块、11—第一数模转换模块、12—第一半导体光放大器驱动模块、13—第一功率放大模块、14—第二数模转换模块、15—第二半导体光放大器驱动模块、16—第二功率放大模块。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

如图1所示基于可调谐光滤波器并行扫描的高速光纤光栅解调***，它包括控制模块10、第一数模转换模块11、第一半导体光放大器驱动模块12、第一功率放大模块13、第二数模转换模块14、第二半导体光放大器驱动模块15、第二功率放大模块16、第一路扫频光源模块1、第二路扫频光源模块2、第一光耦合器3、第一光分路器4、第二光分路器5、梳状滤波器6、单峰滤波器7、第一多路测量光纤光栅8、第二多路测量光纤光栅9，其中，所述控制模块10的第一三角波信号输出端通过第一数模转换模块11连接第一功率放大模块13的输入端，所述第一功率放大模块13输出端连接第一路扫频光源模块1的可调谐F-P光滤波器驱动端，所述控制模块10的第二三角波信号输出端通过第二数模转换模块14连接第二功率放大模块16的输入端，第二功率放大模块16的输出端连接第二路扫频光源模块2的可调谐F-P光滤波器驱动端；

所述控制模块10的第一方波控制信号输出端通过第一半导体光放大器驱动模块12连接第一路扫频光源模块1的半导体光放大器驱动端，控制模块10的第二方波控制信号输出端通过第二半导体光放大器驱动模块15连接第二路扫频光源模块2的半导体光放大器驱动端；

所述第一路扫频光源模块1的输出端向第一光耦合器3的第一输入端输送第一个完整波长范围的宽带扫频光，所述第二路扫频光源模块2的输出端向第一光耦合器3的第二输入端输送第二个完整波长范围的宽带扫频光，所述第一个完整波长范围的宽带扫频光在第二个完整波长范围的宽带扫频光的前一个时刻，所述第一光耦合器3将第一个完整波长范围的宽带扫频光和第二个完整波长范围的宽带扫频光耦合成具有两倍扫频频率和完整波长范围的宽带扫频光；

所述第一光耦合器3的输出端分别将具有两倍扫频频率和完整波长范围的宽带扫频光输送到第一光分路器4和第二光分路器5的输入端，所述第一光分路器4的第一输出端连接梳状滤波器6的输入端，所述梳状滤波器6的输出端用于输出一组固定波长的梳状光，所述第一光分路器4的第二输出端连接单峰滤波器7的输入端，所述单峰滤波器7的输出端用于输出一个峰值波长固定的单峰光，所述第二光分路器5的第一输出端连接第一多路测量光纤光栅8的输入端，第一多路测量光纤光栅8的输出端用于输出光纤光栅的波长信息，所述第二光分路器5的第二输出端连接第二多路测量光纤光栅9的输入端，第二多路测量光纤光栅9的输出端用于输出光纤光栅的波长信息；

所述单峰滤波器7的输出端连接控制模块10的反馈信号输入端。

上述技术方案中，所述第一路扫频光源模块1包括第一半导体光放大器1.1、第一光隔离器1.2、第二光隔离器1.3、第一可调谐F-P光滤波器1.4和第三光分路器1.5，其中，第一半导体光放大器1.1的半导体光放大器驱动端连接第一半导体光放大器驱动模块12的信号输出端，所述第一半导体光放大器1.1的输出端连接第二光隔离器1.3的输入端，第二光隔离器1.3的输出端连接第三光分路器1.5的输入端，第三光分路器1.5的第一输出端连接第一可调谐F-P光滤波器1.4的输入端，第一可调谐F-P光滤波器1.4的输出端连接第一光隔离器1.2的输入端，第一光隔离器1.2的输出端连接第一半导体光放大器1.1的输入端，所述第一可调谐F-P光滤波器1.4的可调谐F-P光滤波器驱动端连接第一功率放大模块13的输出端，所述第三光分路器1.5的第二输出端连接第一光耦合器3的第一输入端。

上述技术方案中，所述第二路扫频光源模块2包括第二半导体光放大器2.1、第三光隔离器2.2、第四光隔离器2.3、第二可调谐F-P光滤波器2.4和第四光分路器2.5，其中，第二半导体光放大器2.1的半导体光放大器驱动端连接第二半导体光放大器驱动模块15的信号输出端，第二半导体光放大器2.1的输出端连接第三光隔离器2.2的输入端，第三光隔离器2.2的输出端连接第四光分路器2.5的输入端，第四光分路器2.5的第一输出端连接第二可调谐F-P光滤波器2.4的输入端，第二可调谐F-P光滤波器2.4的输出端连接第四光隔离器2.3的输入端，第四光隔离器2.3输出端连接第二半导体光放大器2.1的输入端，所述第四光分路器2.5的第二输出端连接第一光耦合器3的第二输入端。

上述技术方案中，所述第一数模转换模块11向第一功率放大模块13输出的第一三角波模拟信号与第二数模转换模块14向第二功率放大模块16输出的第二三角波模拟信号之间的相位相差180°。本设计利用三角波的上升沿进行解调，两个三角波180°的相位差可使两个可调谐F-P光滤波器并行扫描。

上述技术方案中，所述控制模块10的第一方波控制信号输出端输出的方波控制信号与控制模块10的第二方波控制信号输出端输出的方波控制信号之间的相位相差180°。通过上述两个方波控制信号的相位差可控制第一半导体光放大器1.1和第二半导体光放大器2.1轮流工作。可调谐F-P光滤波器和半导体光放大器相配合构成的这两个宽带扫频光源，可轮流输出完整扫描范围的扫频光，最后通过光耦合器耦合出两倍扫频频率和完整波长范围的宽带扫频光。这样，宽带扫频光源的并行扫描，可在扫描范围不变的情况下，使光路输入的扫频光信号速度增加一倍，光纤光栅解调速度提高一倍。

上述技术方案中，所述第三光分路器1.5的第一输出端和第三光分路器1.5的第二输出端的输出功率比值为7比3；所述第四光分路器2.5的第一输出端和第四光分路器2.5的第二输出端的输出功率比值为7比3。这样设计可使大部分光回到扫频光环路进行再次放大，保证环形扫频光源稳定输出。

上述技术方案中，所述第一光分路器4的第一输出端和第一光分路器4的第二输出端的输出功率比值为1比1；所述第二光分路器5的第一输出端和第二光分路器5的第二输出端的输出功率比值为1比1。这样设计可实现光路多路复用，增加两路参考通路，增加多路光纤光栅测量通路。

在信号处理方面，解调范围为两个宽带扫描光源的扫描范围，理论上两个并行扫描的宽带扫描光源应各具有相同的扫描范围，但因为两个可调谐光滤波器不能做到严格一样，两个宽带扫描光源在连续时间的耦合拼接上会出现范围的不一致、范围发生偏差等问题。本发明利用单峰滤波器7进行光信号波长定位，将定位波长值反馈到控制模块10自适应调节第一可调谐F-P光滤波器1.4和第二可调谐F-P光滤波器2.4驱动电压的直流偏置和驱动幅值，改变上述第一可调谐F-P光滤波器1.4和第二可调谐F-P光滤波器2.4的扫描范围实现两个宽带扫描光源在扫描范围的一致性。同时，由于第一可调谐F-P光滤波器1.4和第二可调谐F-P光滤波器2.4的动态调谐特性不可能做到完全一致，即两个宽带扫描光源不能做到相同线性，本设计最后利用梳状滤波器6进行整体扫描范围的非线性矫正。本设计使用的梳状滤波器6和单峰滤波器7可实现在提高解调速度的同时，不降低解调精度。

本发明工作时：控制模块10向通过第一数模转换模块11和第二数模转换模块14分别输出相位相差180°的三角波信号，驱动第一可调谐F-P光滤波器1.4和第二可调谐F-P光滤波器2.4，控制对应扫频光源输出光频率变化。第一半导体光放大器驱动模块12和第二半导体光放大器驱动模块15均带有开关功能，由控制模块10输出的相位相差180°的方波高低电平进行控制。控制模块输出的方波，分别控制第一半导体光放大器驱动模块12和第二半导体光放大器驱动模块15，第一半导体光放大器驱动模块12和第二半导体光放大器驱动模块15使两路扫频光源轮流输出。

所述第一路扫频光源模块1的输出端向第一光耦合器3的第一输入端输送第一个完整波长范围的宽带扫频光，所述第二路扫频光源模块2的输出端向第一光耦合器3的第二输入端输送第二个完整波长范围的宽带扫频光，所述第一个完整波长范围的宽带扫频光在第二个完整波长范围的宽带扫频光的前一个时刻，所述第一光耦合器3将第一个完整波长范围的宽带扫频光和第二个完整波长范围的宽带扫频光耦合成具有两倍扫频频率和完整波长范围的宽带扫频光；

所述光耦合器3的输出端分别将具有两倍扫频频率和完整波长范围的宽带扫频光输送到第一光分路器4和第二光分路器5的输入端，所述第一光分路器4的第一输出端连接梳状滤波器6的输入端，所述梳状滤波器6的输出端用于输出一组固定波长的梳状光，所述第一光分路器4的第二输出端连接单峰滤波器7的输入端，所述单峰滤波器7的输出端用于输出一个峰值波长固定的单峰光，所述第二光分路器5的第一输出端连接第一多路测量光纤光栅8的输入端，第一多路测量光纤光栅8的输出端用于输出光纤光栅的波长信息，所述第二光分路器5的第二输出端连接第二多路测量光纤光栅9的输入端，第二多路测量光纤光栅9的输出端用于输出光纤光栅的波长信息；

所述单峰滤波器7的输出端连接控制模块10的反馈信号输入端。

上述过程中由于第一可调谐F-P光滤波器1.4和第二可调谐F-P光滤波器2.4的动态调谐特性不可能做到完全一致，即两个宽带扫描光源不能做到相同线性，首先，第一路扫频光源模块1和第二路扫频光源模块2扫描范围拼接中，本发明增加了单峰滤波器7的输出信号反馈到控制模块10作为扫描波长定位，根据定位波长，控制模块10调节F-P光滤波器驱动波形的直流偏置和电压幅值，对第一路扫频光源模块1和第二路扫频光源模块2的扫描范围进行调节，消除第一路扫频光源模块1和第二路扫频光源模块2在拼接时的扫描范围的变化。其次，拼接后的具有两倍扫频频率和完整波长范围的宽带扫频光，并不是完全线性，本发明使用了梳状滤波器6对处理结果进行非线性矫正，最后通过软件算法进一步提高线性度，从而提高光纤光栅的解调精度。梳状滤波器6输出的梳状光的波长信号作为参考通路，对光纤光栅波长的解调起到非线性矫正。本设计使用的梳状滤波器6和单峰滤波器7可实现在提高解调速度的同时，不降低解调精度。

由于所述光耦合器3的输出端输出具有两倍扫频频率和完整波长范围的宽带扫频光到第二分光器5的输入端，使得第二光分路器5对应的第一多路测量光纤光栅8和第二多路测量光纤光栅9输出更高频率的光纤光栅反射的波长信号，该信号可输入到后续的解调模块用于更高动态的温度、应变等物理量测量。

其中，上述第一路扫频光源模块1的处理过程为受第一半导体光放大器驱动模块12驱动，第一半导体光放大器1.1输出光信号到第二光隔离器1.3输入端，第二光隔离器1.3输出光信号到第三光分路器1.5(7:3光分路器)，第三光分路器1.5将光信号按光功率7:3输出，光功率少的部分输出到光耦合器3中，光功率多的部分输出到第一可调谐F-P光滤波器1.4的输入端，第一可调谐F-P光滤波器1.4受第一功率放大模块13输出的F-P驱动波形控制，输出宽带扫频光到第一光隔离器1.2输入端，第一光隔离器1.2输出宽带扫频光到第一半导体光放大器1.1输入端，第一半导体光放大器1.1实现宽带扫频光的放大输出。

上述第二路扫频光源模块2的处理过程与第一路扫频光源模块1相同。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种基于可调谐光滤波器并行扫描的高速光纤光栅解调***，其特征在于：它包括控制模块(10)、第一数模转换模块(11)、第一半导体光放大器驱动模块(12)、第一功率放大模块(13)、第二数模转换模块(14)、第二半导体光放大器驱动模块(15)、第二功率放大模块(16)、第一路扫频光源模块(1)、第二路扫频光源模块(2)、第一光耦合器(3)、第一光分路器(4)、第二光分路器(5)、梳状滤波器(6)、单峰滤波器(7)、第一多路测量光纤光栅(8)、第二多路测量光纤光栅(9)，其中，所述控制模块(10)的第一三角波信号输出端通过第一数模转换模块(11)连接第一功率放大模块(13)的输入端，所述第一功率放大模块(13)输出端连接第一路扫频光源模块(1)的可调谐F-P光滤波器驱动端，所述控制模块(10)的第二三角波信号输出端通过第二数模转换模块(14)连接第二功率放大模块(16)的输入端，第二功率放大模块(16)的输出端连接第二路扫频光源模块(2)的可调谐F-P光滤波器驱动端；

所述控制模块(10)的第一方波控制信号输出端通过第一半导体光放大器驱动模块(12)连接第一路扫频光源模块(1)的半导体光放大器驱动端，控制模块(10)的第二方波控制信号输出端通过第二半导体光放大器驱动模块(15)连接第二路扫频光源模块(2)的半导体光放大器驱动端；

所述第一路扫频光源模块(1)的输出端向第一光耦合器(3)的第一输入端输送第一个完整波长范围的宽带扫频光，所述第二路扫频光源模块(2)的输出端向第一光耦合器(3)的第二输入端输送第二个完整波长范围的宽带扫频光，所述第一个完整波长范围的宽带扫频光在第二个完整波长范围的宽带扫频光的前一个时刻，所述第一光耦合器(3)将第一个完整波长范围的宽带扫频光和第二个完整波长范围的宽带扫频光耦合成具有两倍扫频频率和完整波长范围的宽带扫频光；

所述第一光耦合器(3)的输出端分别将具有两倍扫频频率和完整波长范围的宽带扫频光输送到第一光分路器(4)和第二光分路器(5)的输入端，所述第一光分路器(4)的第一输出端连接梳状滤波器(6)的输入端，所述梳状滤波器(6)的输出端用于输出一组固定波长的梳状光，所述第一光分路器(4)的第二输出端连接单峰滤波器(7)的输入端，所述单峰滤波器(7)的输出端用于输出一个峰值波长固定的单峰光，所述第二光分路器(5)的第一输出端连接第一多路测量光纤光栅(8)的输入端，第一多路测量光纤光栅(8)的输出端用于输出光纤光栅的波长信息，所述第二光分路器(5)的第二输出端连接第二多路测量光纤光栅(9)的输入端，第二多路测量光纤光栅(9)的输出端用于输出光纤光栅的波长信息；

所述单峰滤波器(7)的输出端连接控制模块(10)的反馈信号输入端。

2.根据权利要求1所述的基于可调谐光滤波器并行扫描的高速光纤光栅解调***，其特征在于：所述第一路扫频光源模块(1)包括第一半导体光放大器(1.1)、第一光隔离器(1.2)、第二光隔离器(1.3)、第一可调谐F-P光滤波器(1.4)和第三光分路器(1.5)，其中，第一半导体光放大器(1.1)的半导体光放大器驱动端连接第一半导体光放大器驱动模块(12)的信号输出端，所述第一半导体光放大器(1.1)的输出端连接第二光隔离器(1.3)的输入端，第二光隔离器(1.3)的输出端连接第三光分路器(1.5)的输入端，第三光分路器(1.5)的第一输出端连接第一可调谐F-P光滤波器(1.4)的输入端，第一可调谐F-P光滤波器(1.4)的输出端连接第一光隔离器(1.2)的输入端，第一光隔离器(1.2)的输出端连接第一半导体光放大器(1.1)的输入端，所述第一可调谐F-P光滤波器(1.4)的可调谐F-P光滤波器驱动端连接第一功率放大模块(13)的输出端，所述第三光分路器(1.5)的第二输出端连接第一光耦合器(3)的第一输入端。

3.根据权利要求1或2所述的基于可调谐光滤波器并行扫描的高速光纤光栅解调***，其特征在于：所述第二路扫频光源模块(2)包括第二半导体光放大器(2.1)、第三光隔离器(2.2)、第四光隔离器(2.3)、第二可调谐F-P光滤波器(2.4)和第四光分路器(2.5)，其中，第二半导体光放大器(2.1)的半导体光放大器驱动端连接第二半导体光放大器驱动模块(15)的信号输出端，第二半导体光放大器(2.1)的输出端连接第三光隔离器(2.2)的输入端，第三光隔离器(2.2)的输出端连接第四光分路器(2.5)的输入端，第四光分路器(2.5)的第一输出端连接第二可调谐F-P光滤波器(2.4)的输入端，第二可调谐F-P光滤波器(2.4)的输出端连接第四光隔离器(2.3)的输入端，第四光隔离器(2.3)输出端连接第二半导体光放大器(2.1)的输入端，所述第四光分路器(2.5)的第二输出端连接第一光耦合器(3)的第二输入端。

4.根据权利要求1或2所述的基于可调谐光滤波器并行扫描的高速光纤光栅解调***，其特征在于：所述第一数模转换模块(11)向第一功率放大模块(13)输出的第一三角波模拟信号与第二数模转换模块(14)向第二功率放大模块(16)输出的第二三角波模拟信号之间的相位相差180°。

5.根据权利要求1或2所述的基于可调谐光滤波器并行扫描的高速光纤光栅解调***，其特征在于：所述控制模块(10)的第一方波控制信号输出端输出的方波控制信号与控制模块(10)的第二方波控制信号输出端输出的方波控制信号之间的相位相差180°。

6.根据权利要求3所述的基于可调谐光滤波器并行扫描的高速光纤光栅解调***，其特征在于：所述第三光分路器(1.5)的第一输出端和第三光分路器(1.5)的第二输出端的输出功率比值为7比3；所述第四光分路器(2.5)的第一输出端和第四光分路器(2.5)的第二输出端的输出功率比值为7比3。

7.根据权利要求1所述的基于可调谐光滤波器并行扫描的高速光纤光栅解调***，其特征在于：所述第一光分路器(4)的第一输出端和第一光分路器(4)的第二输出端的输出功率比值为1比1；所述第二光分路器(5)的第一输出端和第二光分路器(5)的第二输出端的输出功率比值为1比1。