基于光纖環鏡的保偏光纖的應力、扭曲同時測量的傳感器制造技術

基于光纖環鏡的保偏光纖的應力、扭曲同時測量的傳感器，屬于光纖傳感技術領域，其特征在于：由光耦合器(1)、光偏振控制器(2)、保偏光纖(3)和光譜分析儀(4)及光源(5)組成；光源(5)通過單模光纖連接光耦合器(1)的輸入端口，光耦合器(1)的兩耦合臂分別連接光偏振控制器(2)和保偏光纖(3)，光譜分析儀(4)連接光耦合器(1)的總輸出端口；通過觀察頻譜邊緣的幅度可以測量溫度；通過觀察頻譜的移動而實現對扭曲的測量；該傳感器靈敏度高，結構簡單等優點。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術提供了一種基于光纖環鏡的保偏光纖的應力、扭曲同時測量的傳感器，屬于光纖傳感

技術介紹
基于結構簡單、抗電磁干擾、適用于遠距離及分布式傳感等諸多優點，光纖傳感器在實際工程中取得了廣泛的應用與研究。之前人們對基于采用光纖環鏡的懸掛式溫度，壓力，應力等方面的傳感器進行了大量的應用研究光纖環鏡包含一組高雙折射光纖，它具有輸入偏振的獨立性和構成光譜濾鏡的周期性，且它只依賴高雙折射光纖的長度而非光纖環鏡的總長。在光學感應中，高雙折射光纖環鏡用于壓力、溫度，液面位置和位移測量，同樣也作為布拉格光柵解調器的光譜濾鏡。并且，高雙折射光纖環鏡與布拉格光柵或長周期光柵組成可同步測量溫度，壓力的裝置進行了實驗研究，采用保偏光纖作為傳感頭的光纖環鏡系統可以實現多種參數同時測量。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種基于光纖環鏡的保偏光纖的應力、扭曲同時測量的傳感器。該裝置能夠將待測對象所受的應力及發生扭曲的變化量轉化為探測信號的振幅變化或漂移量，具有結構簡單、易于操作、靈敏度高等特點。本技術通過以下技術方案實現基于光纖環鏡的保偏光纖的應力、扭曲同時測量的傳感器，其特征在于由光耦合器(1)、光偏振控制器( 、保偏光纖( 和光譜分析儀(4)及光源( 組成；光源( 通過單模光纖連接光耦合器(1)的輸入端口，光耦合器(1)的兩耦合臂分別連接光偏振控制器 (2)和保偏光纖(3)，光譜分析儀(4)連接光耦合器(1)的總輸出端口相連。所述的基于光纖環鏡的保偏光纖的應力、扭曲同時測量的傳感器，其特征在于光耦合器(1)為2X2型光耦合器。所述的基于光纖環鏡的保偏光纖的應力、扭曲同時測量的傳感器，其特征在于保偏光纖(3)兩應力區中心之間的距離為5-10 μ m，保偏光纖(3)的長度為0. 1-0. 5m。所述的基于光纖環鏡的保偏光纖的應力、扭曲同時測量的傳感器，其特征在于光源(5)的中心波長為1550nm，其光源寬度范圍為100-200nm。本技術的工作原理是該傳感器的光纖環鏡的保偏光纖為高折射率差高保偏光纖，其高折射率差的原因是雙芯結構的應力不對稱不同導致兩芯的折射率相差很大，在該光纖環鏡中傳播的兩路光，疊加時的波長差為Δ λ = λ 7 AnL給出，其中^ =兩芯的折射率之差，L為光纖長度。對于扭曲的測量，根據頻譜邊緣振幅結果的不同與芯中光導的偏振程度的不同是有聯系的，應用快速傅里葉轉換技術和可視化方法可實現；對于應力的測量，觀察無壓力和一定壓力下的頻譜，可發現兩譜線有一明顯的偏移，通過測量其偏移量從而實現對應力的測量。本技術的有益效果是利用光纖環鏡中雙芯結構的應力不對稱保偏光纖能夠實現應力和扭曲間的獨立傳感。附圖說明圖1是基于光纖環鏡的保偏光纖的應力、扭曲同時測量的傳感器示意圖圖2是扭曲測量圖圖3是在無應力和有應力時傳感器的頻譜曲線及快速傅里葉分析法曲線圖具體實施方式以下結合附圖及實施實例對本技術作進一步描述參見附圖1，一種基于光纖環鏡的保偏光纖的應力、扭曲同時測量的傳感器，其特征為由光耦合器(1)、光偏振控制器O)、保偏光纖C3)和光譜分析儀(4)及光源(5)組成；光源( 通過單模光纖連接光耦合器(1)的輸入端口，光耦合器(1)的兩耦合臂分別連接光偏振控制器( 和保偏光纖(3)，光譜分析儀(4)連接光耦合器(1)的總輸出端口相連。由于保偏光纖的不對稱的應力區域實現的高雙折射效應，在測量相應的量應力和扭曲時，通過觀察頻譜的變化及變化量可實現對它們的測量。本技術中采用的保偏光纖的兩偏振應力區的折射率差為10_3，保偏光纖的纖芯直徑為1.5μπι，包層直徑為lMym，兩纖芯應力區之間的距離為7μπι，傳播損耗為 0. 3dB/m。光耦合器為2X2型，插入損耗為3dB，通過觀察光譜分析儀的譜線變化，如圖2所示，可以測量該保偏光纖所受到的扭曲，以及應用快速傅里葉分析法的可視化技術實現對應力的測量，如圖3所示。權利要求1.基于光纖環鏡的保偏光纖的應力、扭曲同時測量的傳感器，其特征在于由光耦合器(1)、光偏振控制器( 、保偏光纖( 和光譜分析儀(4)及光源( 組成；光源( 通過單模光纖連接光耦合器(1)的輸入端口，光耦合器(1)的兩耦合臂分別連接光偏振控制器 (2)和保偏光纖(3)，光譜分析儀(4)連接光耦合器(1)的總輸出端口。2.根據權利要求1所述的基于光纖環鏡的保偏光纖的應力、扭曲同時測量的傳感器， 其特征在于光耦合器(1)為2X2型光耦合器。3.根據權利要求1所述的基于光纖環鏡的保偏光纖的應力、扭曲同時測量的傳感器， 其特征在于保偏光纖C3)兩應力區中心之間的距離為5-10μπι，保偏光纖(3)的長度為 0. 1-0. 5mO4.根據權利要求1所述的基于光纖環鏡的保偏光纖的應力、扭曲同時測量的傳感器， 其特征在于光源(5)的中心波長為1550nm，其光源寬度范圍為100-200nm。專利摘要基于光纖環鏡的保偏光纖的應力、扭曲同時測量的傳感器，屬于光纖傳感
，其特征在于由光耦合器(1)、光偏振控制器(2)、保偏光纖(3)和光譜分析儀(4)及光源(5)組成；光源(5)通過單模光纖連接光耦合器(1)的輸入端口，光耦合器(1)的兩耦合臂分別連接光偏振控制器(2)和保偏光纖(3)，光譜分析儀(4)連接光耦合器(1)的總輸出端口；通過觀察頻譜邊緣的幅度可以測量溫度；通過觀察頻譜的移動而實現對扭曲的測量；該傳感器靈敏度高，結構簡單等優點。文檔編號G01L1/24GK202305070SQ201120334808公開日2012年7月4日 申請日期2011年9月6日 優先權日2011年9月6日專利技術者沈常宇, 牟晟, 褚金雷, 鄒新, 鐘川 申請人:杭州有源光電科技有限公司本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：沈常宇，鄒新，褚金雷，鐘川，牟晟，
申請(專利權)人：杭州有源光電科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：