[发明专利]一种基于级联Sagnac干涉仪的折射率测量方法

权利要求书

1.一种基于级联Sagnac干涉仪的折射率测量方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

a）搭建所述级联Sagnac干涉仪测量系统，所述系统包括依次通过熔接的方式连接的宽带光源泵浦源、一支波分复用器、第一掺杂稀土元素光纤、第一光纤Sagnac环、隔离器、第二光纤Sagnac环、第二掺杂稀土元素光纤、光谱仪；所述第一光纤Sagnac环与第一掺杂稀土元素光纤通过第一光耦合器连接，所述第二光纤Sagnac环与第二掺杂稀土元素光纤通过第二光耦合器连接；

b）将第一光纤Sagnac环和第二光纤Sagnac环置于可控折射率的折射率溶液中，进行折射率标定，其中，选取环氧树脂或丙烯酸脂作为胶粘剂，以胶粘方式分别将第一光纤Sagnac环和第二光纤Sagnac环固定在材料表面，将固定好的材料置于折射率控制器上方可控折射率溶液的环境中；

C）逐渐增加折射率的大小，光谱仪采集第二光纤Sagnac环输出的光谱，记录梳状谱移动的长度，拟合梳状谱波长偏移随折射率变化的关系曲线；

d）将标定好的折射率测量系统置于待测折射率溶液中；

e）利用所拟合的梳状谱波长偏移随折射率变化的关系曲线对待测折射率溶液进行测量。

2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述第一光纤Sagnac环包括保偏光纤、偏振控制器，所述第二光纤Sagnac环包括保偏光纤、偏振控制器；所述第一光纤Sagnac环与第一掺杂稀土元素光纤通过第一光耦合器连接，所述第二光纤Sagnac环与第二掺杂稀土元素光纤通过第二光耦合器连接。

3.根据权利要求1或2所述的测量方法，其特征在于，经过所述第一光纤Sagnac环射出的光进入第二光纤Sagnac环进行二次过滤。

4.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，步骤c）中所述的增加折射率大小的方法为增加溶液元素离子半径、增加或降低溶液的浓度。

5.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述掺杂稀土元素光纤作为光纤传感器的增益介质。

6.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述的波分复用器对泵浦光进行耦合，所述耦合后的泵浦光进入所述掺杂光纤。

7.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述的梳状谱波长偏移随折射率变化的关系曲线通过线性拟合或者最小二乘法进行拟合。

8.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述第一光纤Sagnac环中所述的保偏光纤长度为1.5m-2.5m，所述第二光纤Sagnac环中所述的保偏光纤长度为0.5m-1.5m。

9.一种用于权利要求1所述折射率测量方法的级联Sagnac干涉仪测量系统，其特征在于，所述测量系统包括依次连接的宽带光源泵浦源、一支波分复用器、第一掺杂稀土元素光纤、第一光耦合器、第一光纤Sagnac环、隔离器、第二光耦合器、第二光纤Sagnac环、第二掺杂稀土元素光纤、光谱仪；所述第一光纤Sagnac环包括保偏光纤、偏振控制器，所述第二光纤Sagnac环包括保偏光纤、偏振控制器；所述第一光纤Sagnac环与第一掺杂稀土元素光纤通过第一光耦合器连接，所述第二光纤Sagnac环与第二掺杂稀土元素光纤通过第二光耦合器连接。