[发明专利]基于光纤Sagnac双环并联结构的光谱探测型气体传感器

权利要求书

1.基于光纤Sagnac双环并联结构的光谱探测型气体传感器，其特征在于：包括宽谱光源、隔离器I、耦合器I、耦合器II、耦合器III、耦合器IV、熊猫光纤、泵浦激光器、隔离器II、环形器、滤波器、光谱仪和保偏空芯光子晶体光纤；所述熊猫光纤和耦合器I构成Sagnac干涉计I，保偏空芯光子晶体光纤和耦合器II构成Sagnac干涉计II；

所述宽谱光源、隔离器I和耦合器III依次连接，所述泵浦激光器、隔离器II与环形器依次连接；所述环形器、滤波器、光谱仪依次连接；Sagnac干涉计I和Sagnac干涉计II并联设置在耦合器III与耦合器IV之间的光路上；

探测光的光学路径为：探测光由宽谱光源发出，经过隔离器I，进入耦合器III分成两束光；一束光经耦合器I进入熊猫光纤，再经耦合器I进入耦合器IV，另一束光经耦合器II进入保偏空芯光子晶体光纤，再经耦合器II进入耦合器IV，两束光于耦合器IV合成一束光后依次进入环形器、滤波器和光谱仪；

泵浦光的光学路径为：泵浦光由泵浦激光器发出，依次经过隔离器II、环形器、耦合器IV、耦合器II，然后进入保偏空芯光子晶体光纤。

2.根据权利要求1所述的基于光纤Sagnac双环并联结构的光谱探测型气体传感器，其特征在于：所述熊猫光纤和保偏空芯光子晶体光纤的长度均为0.5-5米，熊猫光纤和保偏空芯光子晶体光纤的两端均分别与单模光纤熔接，熊猫光纤和保偏空芯光子晶体光纤的直径与单模光纤相同均为125微米。

3.根据权利要求2所述的基于光纤Sagnac双环并联结构的光谱探测型气体传感器，其特征在于：所述保偏空芯光子晶体光纤的纤芯为空气，纤芯直径为10-30微米；熊猫光纤和保偏空芯光子晶体光纤的侧面有多个开孔，保证其纤芯与外界相通，开孔的直径为5-20微米，开孔的密度为10-100个/米。

4.根据权利要求1、2或3所述的基于光纤Sagnac双环并联结构的光谱探测型气体传感器，其特征在于：所述耦合器I、耦合器II、耦合器III、耦合器IV的分光比为50：50，一光束由耦合器I进入Saganc干涉计I后，探测光分成两束光，两束光在Sagnac环内沿相反的方向传输，然后经耦合器I合成一束光，实现干涉；另一光束由耦合器II进入Saganc干涉计II后，探测光分成两束光，两束光在Sagnac环内沿相反的方向传输，然后经耦合器II合成一束光，实现干涉。

5.根据权利要求4所述的基于光纤Sagnac双环并联结构的光谱探测型气体传感器，其特征在于：所述泵浦激光器为窄带DFB激光器，泵浦激光器的波长与被测气体的吸收峰重合，宽谱光源作为探测激光器。