[发明专利]差分强度调制测量液体折射率的光纤传感装置及测量方法

摘要

本发明公开差分强度调制测量液体折射率的光纤传感装置及测量方法，所述光纤传感装置包括宽带光源、传感模块和基于波分复用器(WDM)的解调模块，其中传感模块包括光纤环行器和光纤传感器。所述光纤传感器由依次连接的单模光纤一(SMF1)、无芯光纤(NCF)、单模光纤二(SMF2)，光纤布拉格光栅一(FBG1)和光纤布拉格光栅二(FBG2)组成。所述光纤传感装置包括透射式和反射式。SMF1‑NCF‑SMF2(SNS)构成带通三角滤波器，FBG1、FBG2中心波长分别在滤波器透射谱的左、右线性边沿。外界折射率变化使滤波器谱形漂移，而FBG1、FBG2反射谱不变，因此外界折射率变化被调制为FBG1与FBG2反射光强度差的变化。本发明无需波长解调仪，可大幅度降低成本，抑制输入光波动和温度变化对测量结果的影响，适合实际应用。

主权项

一种差分强度调制测量液体折射率的光纤传感装置，其特征在于，该光纤传感装置为透射式光纤传感装置或反射式光纤传感装置，光纤传感装置包括宽带光源、传感模块和基于波分复用器(WDM)的解调模块，所述传感模块包括光纤环行器和光纤传感器；所述光纤传感器由依次连接的单模光纤一(SMF1)、无芯光纤(NCF)、单模光纤二(SMF2)，光纤布拉格光栅一(FBG1)和光纤布拉格光栅二(FBG2)组成；所述透射式光纤传感装置中宽带光源的输出端依次连接单模光纤一(SMF1)、无芯光纤(NCF)、单模光纤二(SMF2)、光纤环行器1端口，从光纤环行器1端口输出的光进入光纤环行器2端口，光纤环行器2端口依次连接光纤布拉格光栅一(FBG1)、光纤布拉格光栅二(FBG2)，光信号经光纤布拉格光栅一(FBG1)、光纤布拉格光栅二(FBG2)反射后进入光纤环行器2端口，然后经过光纤环行器3端口输出，光纤环行器3端口连接基于波分复用器(WDM)的解调模块；所述反射式光纤传感装置中宽带光源的输出端连接光纤环行器1端口，光信号经光纤环行器2端口输出，光信号依次经过单模光纤一(SMF1)、无芯光纤(NCF)、单模光纤二(SMF2)、光纤布拉格光栅一(FBG1)、光纤布拉格光栅二(FBG2)，从光纤布拉格光栅一(FBG1)和光纤布拉格光栅二(FBG2)反射的光依次经过单模光纤二(SMF2)、无芯光纤(NCF)、单模光纤一(SMF1)后进入光纤环行器2端口，然后经过光纤环行器3端口输出，光纤环行器3端口连接基于波分复用器(WDM)的解调模块；所述无芯光纤(NCF)的长度选择符合沿着无芯光纤(NCF)形成的多模干涉自映像周期数为4的整数倍所对应的长度，所述单模光纤一‑无芯光纤‑单模光纤二(SNS)结构的透射谱为近似对称的三角形，所述光纤布拉格光栅一(FBG1)和光纤布拉格光栅二(FBG2)的中心波长选择分别在由单模光纤一(SMF1)、无芯光纤(NCF)、单模光纤二(SMF2)组成的SNS三角滤波器的左、右边沿的线性区域中。