[发明专利]一种基于无芯光纤双锥结构的折射率光纤传感器

权利要求书

1.一种基于无芯光纤双锥结构的折射率光纤传感器，其特征在于：依次由入射端单模光纤、第一段无芯光纤、第一个锥形结构、第二段无芯光纤、第二个锥形结构、第三段无芯光纤和出射端单模光纤串联组成；两个锥形结构作为耦合器，无芯光纤作为传感区；当光能量传输到入射端单模光纤和第一段无芯光纤之间的第一个熔接点时，单模光纤芯中的核心模式被耦合到无芯光纤的包层高阶模式中；当光通过锥形结构时，无芯光纤包层中高阶模式发生多模干涉，大量的高阶模式被耦合出无芯光纤的包层，而其余的高阶模式能量继续在无芯光纤中传播；当光到达第三段无芯光纤和出射端单模光纤之间的第二个熔接点时，无芯光纤中的高阶能量被重新耦合回单模光纤的纤芯。

2.根据权利要求1所述的基于无芯光纤双锥结构的折射率光纤传感器，其特征在于：所述两个锥形结构作为耦合器，两个锥形结构的长度均为500μm±80μm，锥腰直径为40μm±10μm；无芯光纤作为传感区，无芯光纤与锥形结构的总长为3.1cm±200μm，无芯光纤直径为125μm。

3.根据权利要求1所述的基于无芯光纤双锥结构的折射率光纤传感器，其特征在于：所用单模光纤均为标准单模光纤，纤芯直径为8.2μm，包层直径为125μm。

4.一种权利要求1所述基于无芯光纤双锥结构的折射率光纤传感器的制备方法，其特征在于步骤如下：

1)将一段无芯光纤放到光纤切割刀中，裁切出3cm±40μm无芯光纤，用切割刀将端面切割整齐；

2)将该无芯光纤放到型号为Fitel S178C的光纤熔接机中，使用手动操作方式，首次放电开始强度150bit，首次放电结束强度150bit，放电时间为1500ms，推进形式为双侧马达移动，退回距离32767um，放电后制得锥形结构；分别在无芯光纤1cm和2cm处制作出两个锥结构，无芯光纤与锥形结构的总长度为3.1cm±200μm；

3)将上述无芯光纤的两端分别与两段单模光纤熔接，熔接程序为CC-CC，使用自动熔接，放电强度为100bit，时间为3000ms，放电后无芯光纤与单模光纤完成连接，制得基于无芯光纤双锥结构的折射率光纤传感器。