[发明专利]一种棱镜SPR高灵敏度光纤液体折射率传感器

摘要

本发明涉及一种棱镜SPR高灵敏度光纤液体折射率传感器，其主要特点是激光经P光起偏器、保偏光纤准直器耦合到Y形保偏光纤耦合器中，从传感光支路保偏光纤准直器出来的光两次激励SPR，两次激励SPR后的反射光到达传感光支路光电转换器；从参考光支路光纤准直器出来的光，耦合到达参考光支路光电转换器；参考光支路光电转换器与传感光支路光电转换器将光信号转换为电信号后送入放大器及A/D转换器，转换后的数字信号送入数据处理装置进行数据处理。本发明结构简单，减少了P光的能量损耗，提高了信噪比和灵敏度，可长距离使用。

主权项

1、一种棱镜SPR高灵敏度光纤液体折射率传感器，包括由脉冲激光器(1)与脉冲信号发生器(8)构成的激光发射装置、TM光波产生和传输的装置、激励SPR装置、光波接收装置、放大与A/D转换及数据处理装置，其特征在于：所述的激励SPR装置是一束入射光两次激励SPR装置；所述的一束入射光两次激励SPR装置由等腰棱镜(1301)、金属薄膜(1302)及待测量液体介质(1303)构成的克莱切曼结构(13)与全反射装置(14)组成；其中：●所述的TM光波产生和传输装置包含P光起偏器(2)、TM光波保偏光纤准直器(3)、Y形保偏光纤耦合器(4)、传感光支路保偏光纤准直器(5)与参考光支路保偏光纤准直器(6)；●所述的TM光波保偏光纤准直器(3)、传感光支路保偏光纤准直器(5)、参考光支路保偏光纤准直器(6)与Y形保偏光纤耦合器(4)之间，采用保偏光纤连接器连接；●所述的光波接收装置包含参考光支路光电转换器(7)、收集光的光纤准直器(12)与传感光支路光电转换器10；●所述的放大与A/D转换及数据处理装置包含放大器及A/D转换器(9)与数据处理装置(11)；●由脉冲激光器(1)发出的激光经P光起偏器产生TM光波，TM光波被TM光波保偏光纤准直器(3)耦合到Y形保偏光纤耦合器(4)中，从Y形保偏光纤耦合器的传感光支路保偏光纤准直器(5)出来的光，垂直克莱切曼结构(13)中的等腰棱镜(1301)左边工作面到达其底部，在底部的金属薄膜与待测液体介质界面上，第一次激励SPR后到达全反射装置(14)，反射光经过全反射装置两次全反射后，再一次垂直克莱切曼结构(13)中的等腰棱镜(1301)右边工作面到达其底部，并在底部的金属薄膜与待测液体介质界面上第二次激励SPR；两次激励SPR后的反射光，经过收集光的光纤准直器(12)耦合到达传感光支路光电转换器(10)；从Y形保偏光纤耦合器的参考光支路保偏光纤准直器(6)出来的光，耦合到达参考光支路光电转换器(7)；经参考光支路光电转换器与传感光支路光电转换器将光信号转换为电信号后，电信号送入放大器及A/D转换器(9)，放大并进行模数转换，转换后的数字信号送入数据处理装置(11)进行数据处理。