[发明专利]一种基于飞秒激光刻写螺旋型波导的光纤振动传感器有效
申请号: | 202011222124.6 | 申请日: | 2020-11-05 |
公开(公告)号: | CN112212966B | 公开(公告)日: | 2022-09-13 |
发明(设计)人: | 陈敏;郭允;徐贲 | 申请(专利权)人: | 中国计量大学 |
主分类号: | G01H9/00 | 分类号: | G01H9/00 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 310018 浙江省*** | 国省代码: | 浙江;33 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 激光 刻写 螺旋 波导 光纤 振动 传感器 | ||
1.一种基于飞秒激光刻写螺旋型波导的光纤振动传感器,包括单波长激光器、传感头、光电探测器、示波器四部分,其特征在于:所述传感头为单模-无芯-单模光纤的三明治结构,由飞秒激光在无芯光纤内刻写螺旋型波导制成;
所刻写的波导分为五个部分,第一部分为水平直线波导,将光从单模光纤纤芯引出到所述无芯光纤中;第二部分为螺旋直径递增的螺旋波导;第三部分为螺旋直径均匀的螺旋波导;第四部分为螺旋直径递减的螺旋波导;第五部分为水平直线波导,将光再次耦合到所述单模光纤的纤芯中;
所述单波长激光器将光输入所述传感头,传输至所述光电探测器,所述光电探测器将光信号转换为电信号,所述电信号传输至所述示波器;
当所述光纤振动传感器检测到振动时,所述第二部分、所述第三部分和所述第四部分的螺旋波导产生弯曲,所述传感头做向上向下的周期性弯曲,所述光信号和所述电信号产生周期性变化,根据所述电信号的周期性变化通过傅里叶变换算法得到振动频率。
2.根据权利要求1所述的一种基于飞秒激光刻写螺旋型波导的光纤振动传感器,其特征在于:所述的波导直径为1.2-2.0μm;第一部分水平直线波导长度为100-500μm;第二部分螺旋波导的螺旋直径由0μm均匀递增至60-100μm,螺距为100-300μm;第三部分均匀螺旋波导的螺旋直径为60-100μm,螺距为100-300μm;第四部分螺旋波导的螺旋直径由60-100μm均匀递减至0μm,螺距为100-300μm;第五部分水平直线波导长度为100-500μm。
3.根据权利要求1所述的一种基于飞秒激光刻写螺旋型波导的光纤振动传感器,制作过程中,三段螺旋波导的长度、螺距以及螺旋直径均能够进行相应调整,以获得具有不同灵敏度和不同传感区域长度的振动传感器。
4.根据权利要求1所述的一种基于飞秒激光刻写螺旋型波导的光纤振动传感器,其特征在于:所述单模光纤的直径为125μm,所述单模光纤纤芯直径为8.9μm;所述无芯光纤的直径为125μm,所述无芯光纤长度为5000-10000μm。
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