[发明专利]一种面向光纤端面接触液体折射率测量的微波光子滤波器系统及方法

权利要求书

1.一种微波光子滤波器的传感系统，包括：

宽谱光源(101)，用于产生发出的放大自发辐射光(Amplified spontaneous emissionlight)；

电光调制器(102)，用于将频率范围为f₁-f₂的射频信号调制到电光调制器上，即形成以FSR(Free spectral range)为周期的频谱，其中FSR为微波光子滤波器的自由频谱范围，即其中C为光的传播速度，n_e为传感光纤(104)的折射率，L为光纤的传输长度，且f₁和f₂满足：|f₂-f₁|＝nFSR；

光纤环形器(103)，该光纤环形器为包含3个端口的光纤环形器(包含端口1，端口2，端口3)，用来将从端口1输入的信号光传输到端口2所连接的传感光纤1中，其端口1连接电光调制器，端口2连接传感光纤，端口3连接光电探测器；

传感光纤(104)，该光纤为长度为L，用来形成微波光子滤波器，其一端a连接光纤环形器的2端口，另一端b空置作为感应器件，待测量为端面接触液体的折射率，作用于传输光纤的空置b端口上；

光电探测器(105)，用来把光信号转化为电信号；

频谱分析模块(106)，用来把光电探测器输出的电信号转化为频率域的输出，通过对不同频率的电信号响应形成微波光子滤波器的频率响应，即显示输出信号的频谱；

根据如下方法确定光纤端面在不同端面液体折射率情况下的陷波深度E_r：

a)在每种液体折射率下，测量光电探测器的扫频谱，读取扫频谱中的n个最大值P_maxn(dBm)，{P_max1，P_max2...P_maxn}，和n个最小值P_minn(dBm)，{P_min1，P_min2...P_minn}；

b)对所测得的扫频谱中所测得的最大值和最小值做差值，得到对应的每个陷波所对应的陷波深度，即E_r1＝P_max1-P_min1，...，E_rn＝P_maxn-P_minn；

c)对计算所得的每个陷波深度取平均值，得到微波光子滤波器所对应的平均陷波深度E_r(dB)，即

d)根据a)-c)的测量方法，测量m种不同液体折射率下的微波光子滤波器陷波深度值E_r1，E_r2，....，E_rm，根据所测得的结果，形成数据库；

在实际测量中，对于不同的待测液体折射率，用上述a)-d)步骤对应的检测方法进行测量，所得结果与形成的数据库进行对比，进而得到待测液体折射率。

2.如权利要求1所述的系统，其特征为：

该系统中所用到的传感光纤(104)为两端口都为PC(Physical Contact)型光纤端口的单模光纤，其a端与是APC型光纤端面的环形器2口连接，b端空置作为感应器件；

或者，该传感光纤(104)为a端是APC(Angle Physical Contact)型光纤端面，b端是PC型光纤端面的传感光纤，其a端与是PC型光纤端面的环形器2口连接；

当b端的液体折射率发生改变时，应通过调整a端的光纤端面接触液体折射率改变使其与b端的折射率近似相等，即n₁(a)≈n₁(b)，其中n₁为光纤端面所接触液体的折射率，以此来保证微波光子滤波器能够正常工作并实现传感。