一种基于折射率传感的微光纤半耦合反射式探针结构

文档序号:35435023发布日期:2023-09-13 21:42阅读:32来源:国知局

本技术涉及一种光纤传感,具体涉及一种基于折射率传感的微光纤半耦合反射式探针结构。


背景技术:

1、目前,已经提出并证明了许多用于折射率测量的光纤设备,如光纤干涉仪、光纤布拉格光栅、长周期光纤光栅、特殊光学传输设备、回音壁模式光学谐振器、表面等离子体共振设备、单模多模单模设备,光子晶体光纤传感器和熔融光纤定向耦合器。总的来说,这些光纤设备具有紧凑的尺寸、高灵敏度和快速响应。此外,光纤定向耦合器也可以用作传感器,因为光耦合取决于周围环境。例如,光纤耦合器已被证明用于传感力、温度、电流、磁场和折射率。

2、然而,上述光纤传感器的制作不但成本高昂,而且制作过程繁琐。此外大多数的光纤耦合传感器工作在传输模式下,其中光源和检测器在两端分离。通过sagnac环路来制备光纤耦合传感器,可以使输入和输出端口可以位于一个单端,但仍需要固定锥形腰部区域,以防止其弯曲,这可能会在耦合区域中产生大的、有时不可预测的变化,从而难以解释传感器信号。


技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种基于折射率传感的微光纤半耦合反射式探针结构。

2、上述的目的通过以下的技术方案实现:

3、一种基于折射率传感的微光纤半耦合反射式探针结构,其组成包括:光源和光谱仪,所述的光源和所述的光谱仪分别放置与检测结构的一端,所述的光源通过导入单模光纤与微光纤半耦合反射式探针结构的第一端口连接,所述的光谱仪通过导出单模光纤与微光纤半耦合反射式探针结构第二端口连接,所述的光源发出的光经过第一端口输入,传输到微光纤半耦合反射式探针结构端面时部分光反射沿原路径返回,经第二端口传输出去。

4、所述的基于折射率传感的微光纤半耦合反射式探针结构是由第一耦合单模光纤中部和第二耦合单模光纤中部通过熔融拉锥耦合形成的对称耦合区进行切割所形成的微光纤半耦合反射式探针结构。

5、所述的基于折射率传感的微光纤半耦合反射式探针结构,所述的微光纤半耦合反射式探针结构的耦合区的两根光纤耦合情况接近并行排列,且微光纤半耦合反射式探针结构腰锥直径为7μm,长度为1-2cm。

6、所述的基于折射率传感的微光纤半耦合反射式探针结构,所述的导入单模光纤和所述的导出单模光纤纤芯/包层直径为8.3/125μm。

7、所述的基于折射率传感的微光纤半耦合反射式探针结构,所述的光源为ase宽带光源。

8、本实用新型所达到的有益效果是:

9、1.本实用新型利用全光纤型结构进行传感,具有抗电磁干扰、电绝缘、高品质因子、窄带宽、灵敏度高、体积小、质量轻、外形结构灵活多变且适应性强、应用范围广泛、可靠性高等优点。同时具有反射模式操作的优点,可用于原位化学和生物传感。

10、2.本实用新型传感器与基于传输模式的耦合器传感器相比,基于反射的探针可以通过一个小的单点插入来检测样本的折射率,避免了很多因光纤耦合器的腰锥弯曲而导致的不可预测的变化。

11、3.本实用新型不仅具有反射模式操作和小尺寸的优点,而且制作简单,使用单模光纤可以大大降低制作成本,还可以解决因腰锥直径弯曲带来的不可预测的变化,因此该结构可以广泛应用于建筑健康监测、矿井探测、原位化学和生物传感等各项领域中。



技术特征:

1.一种基于折射率传感的微光纤半耦合反射式探针结构,其组成包括:光源和光谱仪,所述的光源和所述的光谱仪分别放置与检测结构的一端,其特征是:所述的光源通过导入单模光纤与微光纤半耦合反射式探针结构的第一端口连接,所述的光谱仪通过导出单模光纤与微光纤半耦合反射式探针结构第二端口连接,所述的光源发出的光经过第一端口输入,传输到微光纤半耦合反射式探针结构端面时部分光反射沿原路径返回,经第二端口传输出去;

2.根据权利要求1所述的基于折射率传感的微光纤半耦合反射式探针结构,其特征是:所述的微光纤半耦合反射式探针结构的耦合区的两根光纤耦合情况接近并行排列,且微光纤半耦合反射式探针结构腰锥直径为7μm,长度为1-2cm。

3.根据权利要求1所述的基于折射率传感的微光纤半耦合反射式探针结构,其特征是:所述的导入单模光纤和所述的导出单模光纤纤芯/包层直径为8.3/125μm。

4.根据权利要求1所述的基于折射率传感的微光纤半耦合反射式探针结构,其特征是:所述的光源为ase宽带光源。


技术总结
本技术涉及一种基于折射率传感的微光纤半耦合反射式探针结构。目前,光纤传感器的制作不但成本高昂,而且制作过程繁琐。此外大多数的光纤耦合传感器工作在传输模式下,其中光源和检测器在两端分离。一种微光纤半耦合反射式探针,其组成包括:光源(1)和光谱仪(5),光源和光谱仪分别放置与检测结构的一端,光源通过导入单模光纤(2)与微光纤半耦合反射式探针(3)结构的第一端口连接,光谱仪通过导出单模光纤(4)与微光纤半耦合反射式探针结构第二端口连接,光源发出的光经过第一端口输入,传输到微光纤半耦合反射式探针结构端面时部分光反射沿原路径返回,经第二端口传输出去。本技术应用于光纤传感技术领域领域。

技术研发人员:柳春郁,董臻,姚铭,沈彤,孟祥超
受保护的技术使用者:黑龙江大学
技术研发日:20230428
技术公布日:2024/1/14
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