其中傳感干涉儀由光纖干涉型傳感器構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)可以是光纖 Fabry-Perot（F-P）干涉儀[11]，Mach-Zehnder 干涉儀[12]，Michelson 干涉儀或 Sagnac 干涉儀[13]。傳感干涉儀用于把外界被測(cè)量轉(zhuǎn)換成干涉光譜信號(hào)的相位調(diào)制。這種轉(zhuǎn)換通過測(cè)量傳感干涉儀的傳感臂和參考臂之間的光程差來實(shí)現(xiàn)。在白光干涉測(cè)量系統(tǒng)中使用的光源為寬帶光源，其相干長(zhǎng)度與激光的相干長(zhǎng)度相比要小很多，這也是白光干涉又被稱為低相干干涉的原因。如圖 1中所示，寬帶光通過光纖耦合器耦合進(jìn)入傳感干涉儀中，并在干涉儀中發(fā)生干涉。隨后干涉光從傳感干涉儀輸出并再次通過光纖耦合器進(jìn)入本地接收干涉儀。由于光纖的低損耗，通常傳感干涉儀被安裝在感應(yīng)區(qū)，以感知和測(cè)量被測(cè)量；而本地接收干涉儀處在控制端，通常遠(yuǎn)離被測(cè)區(qū)域。在掃描白光干涉測(cè)量中，傳感干涉儀的光程差 L1和本地接收干涉儀的光程差 L2都要遠(yuǎn)大于光源的相干長(zhǎng)度 Lc，即L1>> Lc，L2>>Lc。如果獨(dú)立地將寬帶光引入傳感干涉儀或者本地接收干涉儀，在干涉儀的輸出端沒有干涉條紋輸出。當(dāng)兩個(gè)干涉儀的光程差相匹配，且兩個(gè)干涉儀的光程差 L1和 L2的差異 ΔL 小于光源的相干長(zhǎng)度，即 ΔL=| L2- L1|< Lc時(shí)，在本地接收干涉儀的輸出端才會(huì)有干涉條紋輸出。得到的干涉條紋的相位和條紋可見度是兩個(gè)干涉儀的光程差 L1和 L2的差異 ΔL 的函數(shù)。當(dāng)兩個(gè)干涉儀的光程差相等（L1= L2）時(shí)，本地接收干涉儀輸出干涉條紋的最大峰值，這一最大值被稱為中心亮紋。

掃描光纖白光干涉系統(tǒng)的測(cè)量精度主要由兩個(gè)因素決定，一是本地接收干涉儀的光程掃描精度，另一個(gè)是對(duì)本地接收干涉儀輸出的干涉條紋的零級(jí)中央亮紋的識(shí)別精度。加上實(shí)際的干涉系統(tǒng)得到的干涉信號(hào)包含有噪聲，使得精確識(shí)別零級(jí)中心亮紋變得困難。為此一種稱為合成光源（Synthesized Source）的技術(shù)被提出。合成光源技術(shù)基于兩個(gè)光源的自相關(guān)函數(shù)的相加。這兩個(gè)光源的波長(zhǎng)之間具有較寬的間隔，因此認(rèn)為兩個(gè)光源輸出的光波是彼此非相干的。從干涉儀中輸出的干涉條紋是兩個(gè)光源單獨(dú)工作時(shí)得到的干涉條紋的強(qiáng)度疊加。而基于合成光源的三波長(zhǎng)疊加方法和多級(jí)平方方法則進(jìn)一步降低了辨識(shí)中心條紋時(shí)對(duì)信噪比的要求[14]。同時(shí)光源合成技術(shù)可以降低對(duì)光源功率的要求，在白光干涉系統(tǒng)中使用兩個(gè)低功率的光源，如 LED 光源，有效地降低了系統(tǒng)的成本。

根據(jù)本地接收干涉儀的掃描形式的不同，可以把掃描光纖白光干涉測(cè)量系統(tǒng)分為機(jī)械掃描（Mechanically Scanned）和電掃描（Electrically Scanned）兩種不同的形式。機(jī)械掃描的本地接收干涉儀的結(jié)構(gòu)通�？梢允� Mach-Zehnder，Michelson和 Fabry-Perot干涉儀。由于這種測(cè)量技術(shù)需要機(jī)械掃描裝置，因此測(cè)量?jī)x器體積大，可靠性差。另外受機(jī)械掃描裝置的分辨率和機(jī)械掃描時(shí)振動(dòng)影響的限制，該方法的測(cè)量精度低，測(cè)量速度慢。通常掃描光纖白光干涉測(cè)量技術(shù)的測(cè)量分辨率為幾十微米到幾微米。因此掃描光纖白光干涉系統(tǒng)不利于儀器化，并且實(shí)用性較低。電掃描式的光纖白光干涉儀采用反射鏡傾斜的 Michelson 干涉儀或 Fizeau干涉儀。相比機(jī)械式掃描的本地接收干涉儀，電掃描式本地接收干涉儀不需要機(jī)械式的移動(dòng)掃描部件，因此結(jié)構(gòu)更加緊湊，工作穩(wěn)定且掃描速度快。但是電掃描式光纖白光干涉測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量范圍比機(jī)械式掃描光纖白光干涉測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量范圍要小，并且由于使用了光電探測(cè)器陣列，因此得到的干涉條紋信號(hào)中的噪聲較大。從而對(duì)中心亮紋的識(shí)別造成影響。

2.2  光譜域光纖白光干涉測(cè)量技術(shù)[/M]

光譜域光纖白光干涉測(cè)量技術(shù)通過直接探測(cè)光纖干涉?zhèn)鞲衅鞯陌坠飧缮婀庾V，并通過分析干涉光譜信號(hào)來直接測(cè)量光纖干涉儀的絕對(duì)光程差，不需要本地接收干涉儀對(duì)光程差進(jìn)行掃描。這一技術(shù)最顯著的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)中沒有機(jī)械掃描裝置，減小了系統(tǒng)的體積重量，因此干涉測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高，便于儀器化和實(shí)用化，并且便于復(fù)用。通過使用光譜分析設(shè)備和先進(jìn)的信號(hào)處理算法，可以獲得遠(yuǎn)高于掃描光纖白光干涉測(cè)量技術(shù)的絕對(duì)測(cè)量精度[15]。

光譜域光纖白光干涉測(cè)量技術(shù)中通常有兩種方法獲得光纖干涉?zhèn)鞲衅鞯陌坠飧缮婀庾V。一種是采用寬帶光源將寬帶光耦合進(jìn)入光纖干涉?zhèn)鞲衅鳎�并在光纖干涉?zhèn)鞲衅鞯妮敵龆耸褂霉庾V分析儀（Optical Spectrum Analyzer, OSA）來探測(cè)接收并分析白光干涉光譜[16]。目前的光譜分析儀已經(jīng)趨于微型化，使得光譜分析儀的集成能力提高，便于光纖白光干涉測(cè)量系統(tǒng)的儀器化和小型化。微型化的光譜分析儀主要基于衍射光柵和 CCD 陣列。從光纖干涉?zhèn)鞲衅鬏敵龅母缮婀馔ㄟ^光纖耦合器進(jìn)入光譜分析儀，在光譜儀中干涉光首先通過透鏡準(zhǔn)直后，投射到衍射光柵上。通常光譜分析儀中使用的是線性 CCD 陣列，CCD 陣列上的每個(gè)陣元探測(cè)特定波長(zhǎng)的光，而干涉光的光強(qiáng)隨波長(zhǎng)的不同而變化。整個(gè) CCD 陣列采集到的是沿波長(zhǎng)分布的干涉光譜條紋。通過 CCD 陣列的探測(cè)采集，干涉條紋由光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)并由光譜分析儀傳送到計(jì)算機(jī)或數(shù)據(jù)處理單元。通過一定的信號(hào)算法進(jìn)行光譜分析和計(jì)算就可以得到光纖干涉?zhèn)鞲衅鞯慕^對(duì)光程差。