[发明专利]基于法布里-珀罗干涉仪的光纤传感探头、超声波传感器

权利要求书

1.一种基于法布里-珀罗干涉仪的光纤传感探头，其特征在于，包括：毛细管、一端拉伸成微光纤锥并形成半球形空腔的单模光纤；

所述单模光纤设置于所述毛细管内的，所述半球形空腔位于所述微光纤锥的锥体尖端；

所述半球形空腔的底面为由二氧化硅制成的厚度均匀的片状结构，且所述厚度与所述底面感应的外界超声波的频率关联；

所述微光纤锥的弧形端面和所述半球形空腔的底面构成所述法布里-珀罗干涉仪的两个反射面。

2.根据权利要求1所述的基于法布里-珀罗干涉仪的光纤传感探头，其特征在于，所述半球形空腔的底面厚度为1-10微米。

3.根据权利要求2所述的基于法布里-珀罗干涉仪的光纤传感探头，其特征在于，所述半球形空腔的长度为5-100微米，内部气体为空气。

4.根据权利要求1所述的基于法布里-珀罗干涉仪的光纤传感探头，其特征在于，所述单模光纤包括光纤包层和纤芯，所述光纤包层直径为125微米，所述纤芯的直径为5微米。

5.根据权利要求4所述的基于法布里-珀罗干涉仪的光纤传感探头，其特征在于，所述微光纤锥和所述半球形空腔由单模光纤熔融一次成型，所述微光纤锥的锥体尖端直径为5-20微米。

6.根据权利要求1所述的基于法布里-珀罗干涉仪的光纤传感探头，其特征在于，所述单模光纤用密封胶封装在所述毛细管的轴心位置，并在毛细管内灌注缓冲液。

7.一种基于法布里-珀罗干涉仪的超声波光纤传感器，其特征在于，所述超声波光纤传感器包括：至少一个如权利要求1-6中任一项所述的光纤传感探头、光源模块、环形连接器、探测器模块，所述光源模块、所述光纤传感探头和所述探测器模块分别与所述环形连接器的第一端口、第二端口、第三端口连接；

所述光源模块，用于发出单波长的激光信号；

所述环形连接器，用于通过所述第一端口接收所述激光信号，并将所述激光信号发送至所述第二端口；以及通过所述第二端口接收所述光纤传感探头发送的干涉信号，并将所述干涉信号发送至所述第三端口；

所述光纤传感探头，用于从所述第二端口中接收所述激光信号，并基于所述激光信号生成的干涉信号发送至所述第二端口；其中，所述光纤传感探头通过半球形空腔的底面感应外界超声波引起的振动；

所述探测器模块，用于从所述第三端口中接收所述干涉信号，并利用预设的解调方法对所述干涉信号进行解调，得到待测物理量，所述待测物理量为超声波的频率和强度。

8.根据权利要求7所述的基于法布里-珀罗干涉仪的超声波光纤传感器，其特征在于，所述探测器模块为光电探测器或光谱仪。

9.根据权利要求7所述的基于法布里-珀罗干涉仪的超声波光纤传感器，其特征在于，所述单波长激光的波长为1550nm。

10.根据权利要求7所述的基于法布里-珀罗干涉仪的超声波光纤传感器，其特征在于，所述探测器波长范围为800-1700nm。