一种微结构光纤温度传感器

文档序号:39359721发布日期:2024-09-13 11:11阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种微结构光纤温度传感器,采用纯石英玻璃作为基底材料,其特征在于:包括内芯、包围内芯第一层空气孔、包层缺陷芯、包围包层缺陷芯第一层空气孔和包层;光纤内部设置有若干空气孔,光纤端面上所有空气孔均采用正六边形排布方式,所述内芯为忽略中心1个空气孔的实心区域;所有空气孔的相邻空气孔间距为λ;所述包围内芯第一层空气孔包含6个空气孔,其直径均为d2;所述包层缺陷芯由填充液态乙醇的空气孔及周围的纯石英玻璃共同组成,2个包层缺陷芯对称分布在内芯两侧,且位于以内芯为中心的正六边形空气孔阵列相对的两条边的中垂线上,其中,填充液态乙醇的空气孔位于包层中第3层,其直径均为d1;所述包围包层缺陷芯第一层空气孔,共包含12个空气孔,其直径均为d4;所述包层为光纤内除内芯、包围内芯第一层空气孔、包层缺陷芯、包围包层缺陷芯第一层空气孔外的多孔结构,包层层数为n,且包层空气孔直径均为d3;上述四种空气孔直径大小满足:d1>d2>d3>d4。

2.根据权利要求1所述的一种微结构光纤温度传感器,其特征在于:内芯直径为包围内芯第一层空气孔包围形成的圆形区域的直径,其计算公式为2λ-d2;包层缺陷芯直径为包围包层缺陷芯第一层空气孔包围形成的圆形区域的直径,其计算公式为2λ-d4;包层缺陷芯中心与包层最外侧边界之间的距离为

3.根据权利要求1所述的一种微结构光纤温度传感器,其特征在于:由包围内芯第一层空气孔和包层共同构成的多孔结构的折射率计算公式为其中,nsi为内芯折射率即纯石英玻璃的折射率,nair为空气折射率,其数值为1;内芯折射率与由包围内芯第一层空气孔和包层共同组成的多孔结构折射率的差值计算公式为包层缺陷芯折射率的计算公式为由包围包层缺陷芯第一层空气孔和包层共同组成的多孔结构的折射率计算公式为包层缺陷芯折射率与由包围包层缺陷芯第一层空气孔和包层共同组成的多孔结构折射率的差值计算公式为

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种微结构光纤温度传感器,其特征在于:所述相邻空气孔间距λ的范围为2.395-2.405μm。

5.根据权利要求1-3任一项所述的一种微结构光纤温度传感器,其特征在于:所述包围内芯第一层空气孔直径d2的范围为1.895-1.905μm。

6.根据权利要求1-3任一项所述的一种微结构光纤温度传感器,其特征在于:所述包层缺陷芯中填充液态乙醇的空气孔直径d1的范围为2.195-2.205μm。

7.根据权利要求1-3任一项所述的一种微结构光纤温度传感器,其特征在于:所述包围包层缺陷芯第一层空气孔直径d4的范围为0.785-0.795μm。

8.根据权利要求1-3任一项所述的一种微结构光纤温度传感器,其特征在于:所述包层空气孔直径d3的范围为1.595-1.605μm。

9.根据权利要求1-3任一项所述的一种微结构光纤温度传感器,其特征在于:所述包层层数n的范围为5-6。


技术总结
本发明公开了一种微结构光纤温度传感器,属于光纤传感技术领域,采用纯石英玻璃为基底材料,包括内芯、包围内芯第一层空气孔、包层缺陷芯、包围包层缺陷芯第一层空气孔和包层。所有空气孔采用正六边形排布方式;忽略中心1个空气孔形成内芯;填充液态乙醇的空气孔及周围的纯石英玻璃构成的包层缺陷芯对称分布在内芯两侧以内芯为中心的正六边形空气孔阵列相对的两条边的中垂线上;除上述空气孔外包围两芯的多孔结构为包层。本发明利用两芯模式谐振并构建泄露和耦合共用通道,使内芯模式同时产生幅值大的色散谷和损耗峰,实现在同一传感器结构中既可利用色散谷底又可利用损耗峰顶对应波长随温度的变化关系确定温度的技术效果。

技术研发人员:王伟,杨冬兰,张一凡,李卓林,邱石,聂文佳,荆文博,侯续东,柴亮
受保护的技术使用者:燕山大学
技术研发日:
技术公布日:2024/9/12
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