[发明专利]光纤纤间倏逝场耦合折射率计及其检测方法

权利要求书

1.一种光纤纤间倏逝场耦合折射率计，包括光源、光纤传感器探针以及光纤耦合器/环形器，其特征在于，还包括第一光电探测器、第二光电探测器和数据采集及处理模块；

所述光纤传感器探针包括平行布置且紧密相贴的刻有倾斜光纤光栅的光纤和D型光纤，光源通过光纤耦合器/环形器与刻有倾斜光纤光栅的光纤连接，光源发射的光通过光纤耦合器/环形器入射到倾斜光纤光栅，刻有倾斜光纤光栅的光纤通过光纤耦合器/环形器与第二光电探测器输入端连接，光源入射到倾斜光纤光栅中被反射的光通过光纤耦合器/环形器传输给第二光电探测器；D型光纤通过单模光纤连接第一光电探测器的输入端，其中刻有倾斜光纤光栅的光纤和光纤耦合器/环形器连接的一端与D型光纤和第一光电探测器连接的一端在同一侧；第一光电探测器和第二光电探测器的输出端分别连接数据采集及处理模块。

2.根据权利要求1所述的光纤纤间倏逝场耦合折射率计，其特征在于，所述刻有倾斜光纤光栅的光纤与光纤耦合器/环形器连接的一端以及D型光纤与第一光电探测器连接的一端均封装于毛细管内，另一端均外露用于检测。

3.根据权利要求2所述的光纤纤间倏逝场耦合折射率计，其特征在于，D型光纤通过其侧平面紧贴刻有倾斜光纤光栅的光纤，D型光纤封装于毛细管内的一端与单模光纤熔接，通过单模光纤连接第一光电探测器，另一端端点处通过紫外固化胶与刻有倾斜光纤光栅的光纤平行固定。

4.根据权利要求1所述的光纤纤间倏逝场耦合折射率计，其特征在于，所述倾斜光纤光栅的倾角为10至25度，轴向为长度小于20mm；所述D型光纤为双包层结构，长度为20mm，包层直径为114μm。

5.根据权利要求1所述的光纤纤间倏逝场耦合折射率计，其特征在于，所述光源输出光谱为1480至1580nm，所述光源输出光谱的范围与倾斜光纤光栅包层模光谱匹配。

6.基于权利要求1至5中任一项所述的光纤纤间倏逝场耦合折射率计的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、光纤传感探针插入微量生物溶液中，使光纤传感探针中刻有倾斜光纤光栅的光纤和D型光纤耦合区完全浸于待测生物溶液中；

S2、光源输出入射光，入射光经过光纤耦合器/环形器后进入到光纤传感探针中刻有倾斜光纤光栅的光纤，入射光经过倾斜光纤光栅后，包层模通过倏逝场反向耦合至D型光纤，纤芯模被倾斜光纤光栅直接沿着纤芯原路反射回去；

S3、耦合到D型光纤的倏逝场光信号输入到第一光电探测器中，刻有倾斜光纤光栅的光纤自身纤芯反射回去的光信号经光纤耦合器/环形器后输入到第二光电探测器，第一光电探测器和第二光电探测器分别将接收到的光信号转换成电信号；

S4、数据采集与处理模块分别从第一光电探测器和第二光电探测器中读取电信号，根据第一光电探测器中读取到的电信号能量强度得出生物溶液的折射率，根据第二光电探测器中读取到的电信号能量强度得出生物溶液的温度变化信息。

7.根据权利要求6所述的光纤纤间倏逝场耦合折射率计的检测方法，其特征在于，所述步骤S2中，入射光经过倾斜光纤光栅后，通过倏逝场反向耦合至D型光纤的包层模光谱宽度大于等于30nm，信噪比大于等于30dB。