[发明专利]包层反射式倾斜光纤光栅折射率传感器及制作、测量方法

权利要求书

1.包层反射式倾斜光纤光栅折射率传感器，其特征在于：包括光源、传感探头以及光谱解调装置，所述光源和光谱解调装置通过光纤环形器分别与传感探头连接，所述传感探头包括带有包层反射镜的单模光纤和倾斜光纤光栅，所述倾斜光纤光栅与单模光纤连接，且倾斜光纤光栅具有后向传输的包层模，所述包层反射镜的中间开有可通光的圆孔；

从光源出射的光，在光纤纤芯中传输，进入光纤环形器，先到达包层反射镜，包层反射镜对纤芯中的光没有反射作用，纤芯光入射到倾斜光纤光栅；纤芯光被倾斜光纤光栅耦合到包层，变成后向传输的包层模，入射到包层；包层模被包层反射镜反射，重新经过倾斜光纤光栅，并被倾斜光纤光栅耦合回纤芯，变成后向传输的纤芯模式。

2.根据权利要求1所述的包层反射式倾斜光纤光栅折射率传感器，其特征在于：所述包层反射镜由镀在光纤端头的反射膜加工而成。

3.根据权利要求1所述的包层反射式倾斜光纤光栅折射率传感器，其特征在于：所述圆孔的直径为10～30微米。

4.根据权利要求1所述的包层反射式倾斜光纤光栅折射率传感器，其特征在于：所述反射膜的反射率超过90％。

5.根据权利要求1-3任一项所述的包层反射式倾斜光纤光栅折射率传感器，其特征在于：所述倾斜光纤光栅的倾斜角度为0～45度。

6.根据权利要求1-3任一项所述的包层反射式倾斜光纤光栅折射率传感器，其特征在于：所述光源为宽带光源或可调谐激光器。

7.包层反射式倾斜光纤光栅折射率传感器的制作方法，其特征在于：所述方法包括：

在光纤端头镀反射膜，并加工成包层反射镜；将包层反射镜的中间部分去除；将倾斜光纤光栅与带有包层反射镜的单模光纤连接，构成传感探头；将传感探头通过光纤环形器分别连接光源和光谱解调装置，构成包层反射式倾斜光纤光栅折射率传感器。

8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于：所述包层反射镜的中间部分为圆孔。

9.基于权利要求1-6任一项所述包层反射式倾斜光纤光栅折射率传感器的测量方法，其特征在于：所述方法包括：

从光源出射的光，在光纤纤芯中传输，进入光纤环形器，先到达包层反射镜，包层反射镜对纤芯中的光没有反射作用，纤芯光入射到倾斜光纤光栅；纤芯光被倾斜光纤光栅耦合到包层，变成后向传输的包层模，入射到包层；包层模被包层反射镜反射，重新经过倾斜光纤光栅，并被倾斜光纤光栅耦合回纤芯，变成后向传输的纤芯模式；这些光经过光纤环形器后被光谱解调装置接收；包层模的倏逝场分布在光纤外，当倾斜光纤光栅外部折射率改变时，倾斜光纤光栅的包层模的光场受到调制，反应到光谱解调装置的光谱上是波长和强度的变化；通过监测包层模的光场波长和强度的变化，实现折射率的测量。