[发明专利]一种基于腐蚀处理的光子晶体光纤马赫-曾德干涉仪的温度传感器

说明书

本发明提供了一种基于腐蚀处理的光子晶体光纤马赫‑曾德干涉仪的温度传感器，其特征在于由宽带光源1、传输光纤2、传感头3、温度控制箱4、传输光纤5、光谱仪6组成；经过腐蚀的光子晶体光纤构成传感头3，传感头3的一端通过传输光纤2与宽带光源1相连，另一端通过传输光纤5与光谱仪6相连；本发明结构精巧，可用于高压、电气噪声、高温、腐蚀等恶劣环境。

技术领域

本发明属于光纤传感技术领域，具体涉及一种基于腐蚀处理的光子晶体光纤马赫-曾德干涉仪的温度传感器。

背景技术

传感器在帮助人们获得外界的各种信息上有不可取代的重要作用，且被广泛应用在工业、农业、林业等各个领域。随着现代科技的发展，人们对传感器的要求越来越高，一些新机理和高灵敏度传感器使得一些领域的研究产生了突破性的进展。近些年，光纤传感器作为一类新型的传感器，越来越受到人们的关注。与其他的传感器相比，光纤传感器体积小，可在高压、强电磁场等恶劣环境中使用，并且可测量多种物理量。

光子晶体光纤(photonic crystal fibers，简称PCF)由石英材料构成，是一种介电常数呈周期性分布的光纤，其变化周期的数量级达到光波长的数量级，是具有光子频率禁带的特殊光学材料。光子晶体光纤相较于传统光纤，具有无截止单模传输、可调节色散、高双折射、可进行偏振控制等特性。按照导光原理，光子晶体光纤可分为折射率引导型光子晶体光纤和光子带隙型光子晶体光纤。折射率引导型光子晶体光纤与传统全内反射光纤导光机制类似，其纤芯的有效折射率高于包层的有效折射率，满足全内反射导光原理条件。本专利采用的光子晶体光纤LMA-10即是一种折射率引导型光子晶体光纤。

马赫-曾德干涉仪简介：光纤马赫-曾德干涉仪是一种功能型光纤传感器，在光纤技术中常用作相位、频率等的调制解调器。一般的意义上的马赫-曾德光纤传感器由光源、分束器、两根光纤、耦合器、探测器构成，其中两根光纤分别作为参考光路和调制光路。在两条光路中传输的光在耦合器中汇合，由于光程差的存在而发生干涉，其干涉光谱显示在探测器上。当对调制光路进行温度等物理量的调制时，调制光路传输的光的光程将会发生变化，导致原来的光程差发生变化，干涉光谱也发生变化。通过分析光谱的变化与物理量变化对应的关系，即可得到该传感器的灵敏度。随着科技进步，改进后的光纤马赫-曾德干涉仪不需要用两根光纤作为参考光路和调制光路，通过一些结构的构造熔接，使得一根光纤就可以实现两部分光的干涉，此时光纤不仅仅是作为传输光的传输光纤，更可以作为传感器使用。

一种基于腐蚀处理的光子晶体光纤马赫-曾德干涉仪的温度传感器，其传感头是由经过腐蚀的光子晶体光纤制作而成，传感头与传输光纤、宽带光源、光谱仪一起构成该光纤传感器。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于腐蚀处理的光子晶体光纤马赫-曾德干涉仪的温度传感器的技术方案。

所述的一种基于腐蚀处理的光子晶体光纤马赫-曾德干涉仪的温度传感器，其特征在于由宽带光源1、传输光纤2、传感头3、温度控制箱4、传输光纤5、光谱仪6组成；经过腐蚀的光子晶体光纤构成传感头3，传感头3的一端通过传输光纤2与宽带光源1相连，另一端通过传输光纤5与光谱仪6相连。

所述的一种基于腐蚀处理的光子晶体光纤马赫-曾德干涉仪的温度传感器，其特征在于制作传感头3时需使用的光子晶体光纤型号为LMA-10。

所述的一种基于腐蚀处理的光子晶体光纤马赫-曾德干涉仪的温度传感器，其特征在于所述的传感头3长度为100μm。

所述的一种基于腐蚀处理的光子晶体光纤马赫-曾德干涉仪的温度传感器，其特征在于传输光纤2和传输光纤5所使用的单模光纤可采用G.652、G.653和G.655单模光纤，熔接在传感头3两端的传输光纤2和传输光纤5的长度分别为20～30cm。

本发明的优点在于：该传感器结构精巧，可用于高压、电气噪声、高温、腐蚀等恶劣环境。

附图说明