一种基于迈克尔逊干涉仪的光纤温度和折射率测量传感装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107515054A(43)申请公布日2017.12.26(21)申请号201710874234.2(22)申请日2017.09.25(71)申请人中国计量大学地址310018浙江省杭州市江干区学源街258号中国计量大学(72)发明人王东宁刘烨(51)Int.Cl.G01K11/32(2006.01)G01N21/45(2006.01)G01B9/02(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称一种基于迈克尔逊干涉仪的光纤温度和折射率测量传感装置(57)摘要本发明提供了一种基于迈克尔逊干涉仪的光纤温度和折射率测量传感装置，包括宽带光源，环形器，传感头，光谱分析仪。其中传感头由单模光纤制作而成，其特征是：用飞秒激光在单模光纤内刻蚀，得到一个穿过纤芯的倾斜狭缝。由环形器接收来自宽带光源的光并传输至传感头，传感头再将光反射回环形器，再经由环形器传输至光谱分析仪。测量反射光谱特征峰的波长漂移量，即可计算出被测环境参数的数值。本发明具有制备简单、成本低、体积小和机械强度高等特点，可应用于折射率和温度的测量。CN107515054ACN107515054A权利要求书1/1页1.一种基于迈克尔逊干涉仪的光纤温度和折射率测量传感装置，包括宽带光源，环形器，传感头，光纤光谱分析仪，其连接方式为：环形器进口端与宽带光源连接，环形器出口端与传感头连接，环形器反馈端和光纤光谱仪相连接；其特征在于：所述的传感头是采用飞秒激光在单模光纤内刻蚀一个穿过纤芯的倾斜狭缝制作而成，狭缝与纤芯的夹角为45度。2.根据权利要求1所述一种基于迈克尔逊干涉仪的光纤温度和折射率测量传感装置,其特征是：所述单模光纤是由纤芯直径和光纤直径分别为8.1μm和125μm的单模光纤制作而成。2CN107515054A说明书1/2页一种基于迈克尔逊干涉仪的光纤温度和折射率测量传感装置技术领域[0001]本发明提供了一种基于迈克尔逊干涉仪的光纤温度和折射率测量传感装置，属于光纤传感技术领域。背景技术[0002]光纤传感技术是20世纪70年代末新兴的一项技术,是世界上的研究热点。光纤传感器由于其优越的性能而备受青睐,其具有以下优点:体积小、质量轻、抗电磁干扰、防腐蚀、灵敏度很高、测量带宽很宽、检测电子设备与传感器可以间隔很远等优点,可以构成传感网络。光纤干涉仪采用光干涉技术,其测量精度比普通光纤传感器的测量精度更高,其不仅可以代替传统的干涉仪功能,还可以测量压力、应力(应变)、磁场、折射率、微震动、微位移等,用途非常广泛。光纤干涉仪具有体积小、操作简单、应用灵活等特点。近年来,很多研究学者提出了多种类型的光纤传感器装置，例如MachZehnder干涉仪FabryPerot干涉仪和迈克尔逊干涉仪。光纤迈克尔逊干涉仪结构非常紧凑，并且支持反射模式的操作，这使得我们可以方便进行很多传感参数的测量。光纤迈克尔逊干涉仪制作简单，制作成本低，从而受到广泛的欢迎。[0003]在当今对光学日益深入的研究中，迈克尔逊干涉仪及其变体在对光线和各种材料的检测和开发起着不容忽视的作用。迈克尔逊干涉仪是一种利用分振幅法实现干涉的精密光学仪器。自1881年问世以来，迈克尔逊曾用它完成了三个著名的实验：否定“以太”的迈克尔逊—莫雷实验；光谱精细结构和利用光波波长标定长度单位．迈克尔逊干涉仪结构简单、光路直观、精度高，其调整和使用具有典型性．根据迈克尔逊干涉仪的基本原理发展的各种精密仪器已广泛应用于生产和科研领域。这一方面是由于它在物理学的发展中作出了重要贡献，因而闻名于世，另一方面则是它的应用广泛（在其基础上已发展出许多常用的干涉仪）。而对我们来说，我们需要使迈克尔逊干涉仪更进一步的应用到实际生活中，更广泛切实地服务于我们的生活。发明内容[0004]本发明针对上述现有技术的不足，提供一种基于迈克尔逊干涉仪的光纤温度和折射率测量传感装置，它具有制备简单、灵敏度高、体积小、结构紧凑等优点。[0005]本发明解决技术问题所采取的技术方案为：提出一种基于迈克尔逊干涉仪的光纤温度和折射率测量传感装置，包括宽带光源，环形器，传感头，光纤光谱分析仪，其连接方式为：环形器进口端与宽带光源连接，环形器出口端与传感头连接，环形器反馈端和光纤光谱仪相连接；其特征在于：所述的传感头，是采用飞秒激光在单模光纤内刻蚀一个穿过纤芯的倾斜狭缝制作而成，狭缝与纤芯的夹角为45度。[0006]所述单模光纤是由纤芯直径和光纤直径分别为8.1μm和125μm的单模光纤制作而成。[0007]本发明与现有技术相比的有益效果是：3CN107515054A说明书2/2页1、传感装置采用单模光纤制备，具有成本低、制备简单的优点。[0008]2、传感装置具很高的折射率传