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原文传递一种光纤Michelson干涉型传感器及基于该传感器的传感方法

专利名称：	一种光纤Michelson干涉型传感器及基于该传感器的传感方法
摘要：	一种光纤Michelson干涉型传感器及基于该传感器的传感方法。本发明涉及一种光纤Michelson干涉型传感器，包括错位结构的光纤Michelson干涉仪和微管，所述错位结构的光纤Michelson干涉仪包括错位熔接的两根单模光纤，所述微管熔接于错位结构的光纤Michelson干涉仪的一个端面。本发明的一种基于光纤Michelson干涉型传感器通过在单模光纤末端熔接微管，能有效的使传感器两端固定，还避免了由于光纤Michelson干涉仪末端裸露在空气当中，使得外部环境对其干扰，难以进行液体折射率的传感应用，且本专利的新型端面反射型光纤Michelson干涉仪传感器，其结构简单、易于制作，能够保证温度传感的稳定性，便于实现温度和折射率传感。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京信息工程大学
发明人：	刘博;宋真真;王俊锋;哈特;姜蕾;吴泳锋;张丽佳;王瑾;赵立龙;孙婷婷;忻向军;毛雅亚;刘少鹏
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-30T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-11T00:00:00+0800
申请号：	CN201910699062.9
公开号：	CN110320181A
代理机构：	南京钟山专利代理有限公司
代理人：	梁涛
分类号：	G01N21/45(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	210044 江苏省南京市江北新区宁六路219号
主权项：	1.一种光纤Michelson干涉型传感器，其特征在于：包括错位结构的光纤Michelson干涉仪和微管，所述错位结构的光纤Michelson干涉仪包括错位熔接的两根单模光纤，所述微管熔接于错位结构的光纤Michelson干涉仪的一个端面。 2.根据权利要求1所述的一种光纤Michelson干涉型传感器，其特征在于：所述微管的内径为75μm，外径为150μm。 3.根据权利要求1所述的一种光纤Michelson干涉型传感器，其特征在于：所述单模光纤的型号为SMF-28。 4.根据权利要求1所述的一种光纤Michelson干涉型传感器，其特征在于：所述微管的长度大于2cm。 5.一种基于权利要求1所述的传感器的传感方法，其特征在于：具体包括以下步骤： (1)将传感器连接在3db耦合器的一个端口，3db耦合器的另外两个端口分别连接光谱仪和宽带光源，形成一个传感测试系统； (2)传感测试时，通过宽带光源为传感器的错位结构的光纤Michelson干涉仪提供光波，光波沿着单模光纤的纤芯传播遇到错位熔接点时由于模场的不匹配，纤芯中的一部分光被激发到包层中继续传播，一部分继续在纤芯中传播，当遇到光纤Michelson干涉仪靠近微管的端面时，分别沿着光纤纤芯和包层传输的光都被反射回来，反射回的光束再次遇到错位熔接点时激发到包层的光重新耦合回纤芯，两束光相聚，由于纤芯和包层的折射率不同，当这两束光束相聚时产生一定的相位差而产生干涉谱线，通过光谱仪记录改变传感因素时产生的干涉谱线，相位差可以表示为：式中Δneff＝nco-ncl表示的是光纤纤芯与包层之间的有效折射率差，nco和ncl分别表示的是纤芯和包层的有效折射率；L是传感长度也就是从错位点到反射面之间的距离；λ是真空中的波长， Michelson干涉仪的反射光强可以表示为：其中，I1和I2分别表示的是光纤纤芯和包层模式的光强； (3)将传感器放入所需测试的传感环境中，改变传感器所在传感环境中的传感因素，使得相位差改变，间接使得干涉谱线发生偏移，其中，当相位差满足Δφ＝(2k+1)π(k＝0,1,2…)这个条件时，干涉谱线会出现极小值，即波谷波长可以表示为：相邻两波谷之间的波长差，即自由光谱范围FSR，表示为： (4)重复步骤(3)，不断改变传感因素的数据，且改变的方向为不断变大或变小，当重复次数达到测试实际所需的次数，则基于错位结构的光纤Michelson干涉仪的传感测量完成。 6.根据权利要求5所述的一种传感方法，其特征在于：所述步骤(2)中的传感环境为折射率容器或者温控箱。
所属类别：	发明专利