一種分布式微結構光纖傳感器，主要解決現有光纖環境只能支持一個傳感探頭，只能測定一個外界變量等問題。它由ASE寬譜光源，光譜分析儀，入射光纖，接收光纖，50:50的2×2光纖耦合器A，50:50的2×2光纖耦合器B，干涉臂A，干涉臂B，出射光纖A，出射光纖B，折射率匹配液，光開關，若干段保偏光子晶體光纖以及與之相對應個數的銀反射鏡系統。本發明專利技術實現了在不同時間片選擇不同通道的傳感探頭，而不同的傳感探頭可以利用光子晶體光纖測量不同的物理參數，實現了多參數測量的功能。
【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】一種分布式微結構光纖傳感器，主要解決現有光纖環境只能支持一個傳感探頭，只能測定一個外界變量等問題。它由ASE寬譜光源，光譜分析儀，入射光纖，接收光纖，50:50的2×2光纖耦合器A，50:50的2×2光纖耦合器B，干涉臂A，干涉臂B，出射光纖A，出射光纖B，折射率匹配液，光開關，若干段保偏光子晶體光纖以及與之相對應個數的銀反射鏡系統。本專利技術實現了在不同時間片選擇不同通道的傳感探頭，而不同的傳感探頭可以利用光子晶體光纖測量不同的物理參數，實現了多參數測量的功能?！緦＠f明】一種分布式微結構光纖傳感器
本專利技術涉及一種分布式微結構光纖傳感器,屬于光纖傳感
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技術介紹
光纖環鏡由于其結構簡單，體積較小，靈敏度高，一直是近幾年來被廣泛研究的傳感結構。在普通單模光纖環鏡的最初設計中，是采用單模光纖連接2X2單模光纖耦合器兩個輸出端口，構成一個光纖環。單模光纖在非擠壓、彎曲、扭轉的情況下，雙折射效應可以忽略。因此，若不考慮單模光纖的雙折射效應，并忽略諸如外界法拉第效應或陀螺旋轉效應的影響，當使用分光比為K=0.5的3dB單模光纖耦合器時，這個理想的光纖環鏡起到了 “全反射鏡”的作用，因此被稱為“光纖環鏡”。但是，任何單模光纖都不可能是完美的圓對稱，即不可能沒有雙折射效應的存在。后來人們在單模光纖環鏡中熔接一段高雙折射光纖，開始利用雙折射效應，基于光譜干涉現象來進行對外界物理量的檢測，這種結構的優越性越來越突出，基于此結構的傳感器也越來越多。但瑕疵依然存在，即單純的光纖環鏡的輸出結果受擠壓、彎曲、以及扭轉等外界情況影響非常嚴重，甚至會導致輸入的結果不正確，所以，這種結構實用性還遠遠不足。長尾式光纖環鏡是一種基于單模光纖環一長尾式高雙折射的新型光纖環鏡結構，由于其能夠將傳感器探頭與光纖環鏡部分獨立開來，使光纖環鏡傳感結構在實際使用中更加方便，特別適合于長距離的參數測量。長尾式光纖環鏡的優勢非常明顯，在提出以后就得到了迅速發展，但是目前這種結構只能支持一個傳感探頭。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了實現一個傳感環鏡單元能夠同時測量多個外界變量，提供了一種分布式微結構光纖傳感器，它的光開關能夠實現對右側的多個傳感探頭分時切換，以便達到同時測量若干個傳感量的目的。本專利技術的目的是通過以下技術方案實現的:—種分布式微結構光纖傳感器，包括ASE寬譜光源，光譜分析儀，入射光纖，接收光纖，50:50的2 X 2光纖耦合器A，50:50的2 X 2光纖耦合器B，干涉臂A，干涉臂B，出射光纖A，出射光纖B，折射率匹配液，光開關，若干段保偏光子晶體光纖以及與之相對應個數的銀反射鏡系統。所述ASE寬譜光源與入射光纖連接，光譜分析儀與接收光纖連接，50:50的2 X 2光纖耦合器A—端的兩個端口分別與入射光纖、接收光纖連接，另一端的兩個端口分別與干涉臂A、干涉臂B連接，50:50的2 X 2光纖耦合器B—端的兩個端口分別與干涉臂A、干涉臂B連接，另一端的兩個端口分別與出射光纖A、出射光纖B連接，出射光纖A伸入折射率匹配液中，出射光纖B與光開關連接，上述所有連接方式采用法蘭連接。所述若干段保偏光子晶體光纖一端與光開關之間通過單模光纖連接，另一端與之相對應個數的銀反射鏡系統連接，銀反射鏡系統直接黏貼到保偏光子晶體光纖端面。所述入射光纖、接收光纖、50:50的2X2光纖稱合器A、50:50的2X2光纖稱合器B、干涉臂A、干涉臂B、出射光纖A及出射光纖B均為單模光纖，均可采用G.652、G.653或G.655單模光纖；入射光纖和接收光纖長度為20-40cm ;干涉臂A、干涉臂B組成了一個光纖環鏡，長度為10-20cm，出射光纖A和出射光纖B的長度為20-40cm。 所述ASE寬譜光源發出的光經過50:50的2 X 2光纖耦合器A分別進入干涉臂A順時針傳輸和干涉臂B逆時針傳輸，即光路路徑分別為7 — 10 — 8和8 — 10 — 7。所述50:50的2 X 2光纖耦合器A與50:50的2 X 2光纖耦合器B的工作波段取決于ASE寬譜光源的輸出光譜范圍，保偏光子晶體光纖的雙折射系數為3.0X 10_3-5.0X 10_4。本專利技術的工作原理是:ASE寬譜光源發出的光經過3dB耦合器A分別進入干涉臂A順時針傳輸和干涉臂B逆時針傳輸，到50:50的2X2光纖耦合器B時又會分別進入出射光纖A和出射光纖B，出射光纖A伸入折射率匹配液中，光被匹配液全部吸收，不會有光強返回，而出射光纖B的單模光纖連接了一個光開關，光開關后面又分別熔接了若干段保偏光子晶體光纖，保偏光子晶體光纖末端粘有一個銀反射鏡系統，能夠將光按原路返回，光線兩次經過保偏光子晶體光纖并經過50:50的2 X 2光纖耦合器B將再次分為兩路延干涉臂A和干涉臂B傳輸。最終所有光路的光將在50:50的2X2光纖耦合器A處發生干涉。在到達光譜分析儀的光波中，只有繞光纖環鏡傳輸一圈的兩束光波，即光路路徑分別為7—10 — 8和8 — 10 — 7的兩束光波才能由于高雙折射光纖的作用產生周期分布的干涉輸出光譜，另外兩束光波由于光程差較大而使相應的干涉輸出光譜無法在光譜分析儀上顯示，僅能顯示平均光強。由于僅有一半的光產生周期分布的輸出光譜，且由于存在平均光強，輸出光譜輸出率最小值不為0，因此輸出光譜的最大強度及強度范圍均有所減小，但輸出光譜的整體周期分布基本不變。本專利技術的有益效果是:分布式微結構光纖傳感器作為一種分布式微結構參數測量結構。光開關作為時分復用開關器件，實現了在不同時間片選擇不同通道的傳感探頭，使系統能夠采集相應時間段的探頭傳感量，而不同的傳感探頭可以利用光子晶體光纖測量不同的物理參數，比如壓力、位移、溫度、頻率等等，實現了多參數測量的功能?！緦＠綀D】【附圖說明】圖1是本專利技術的結構示意圖。【具體實施方式】下面結合附圖及【具體實施方式】對本專利技術作進一步詳細描述。參見附圖1，一種分布式微結構光纖傳感器，包括ASE寬譜光源I，光譜分析儀2，入射光纖3，接收光纖4，50:50的2 X 2光纖耦合器A5，50:50的2 X 2光纖耦合器B6，干涉臂A7,干涉臂B8,出射光纖A9,出射光纖B10,折射率匹配液11,光開關12,若干段保偏光子晶體光纖13以及與之相對應個數的銀反射鏡系統14。所述ASE寬譜光源I與入射光纖3連接，光譜分析儀2與接收光纖4連接，50:50的2X2光纖耦合器A5 —端的兩個端口分別與入射光纖3、接收光纖4連接，另一端的兩個端口分別與干涉臂A7、干涉臂B8連接，50:50的2 X 2光纖耦合器B6 —端的兩個端口分別與干涉臂A7、干涉臂B8連接，另一端的兩個端口分別與出射光纖A9、出射光纖B10連接，出射光纖A9伸入折射率匹配液11中，出射光纖BlO與光開關12連接，上述所有連接方式采用法蘭連接。所述若干段保偏光子晶體光纖13 —端與光開關12之間通過單模光纖連接，另一端與之相對應個數的銀反射鏡系統14連接，銀反射鏡系統14直接黏貼到保偏光子晶體光纖13端面。所述入射光纖3、接收光纖4、50:50的2X2光纖稱合器A5、50:50的2X2光纖稱合器B6、干涉臂A7、干涉臂B8、出射光纖A9及出射光纖BlO均為單模光纖，均可采用G.652、G.653本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種分布式微結構光纖傳感器，包括ASE寬譜光源，光譜分析儀，入射光纖，接收光纖，50:50的2×2光纖耦合器A，其特征在于：上述一種分布式微結構光纖傳感器還包括50:50的2×2光纖耦合器B，干涉臂A，干涉臂B，出射光纖A，出射光纖B，折射率匹配液，光開關，若干段保偏光子晶體光纖以及與之相對應個數的銀反射鏡系統；所述ASE寬譜光源與入射光纖連接，光譜分析儀與接收光纖連接，50:50的2×2光纖耦合器A一端的兩個接口分別與入射光纖、接收光纖連接，另一端的兩個接口分別與干涉臂A、干涉臂B連接，50:50的2×2光纖耦合器B一端的兩個接口分別與干涉臂A、干涉臂B連接，另一端的兩個接口分別與出射光纖A、出射光纖B連接，出射光纖A伸入折射率匹配液中，出射光纖B與光開關連接，上述所有連接方式采用法蘭連接；所述若干段保偏光子晶體光纖一端與光開關之間通過單模光纖連接，另一端與之相對應個數的銀反射鏡系統連接，銀反射鏡系統直接黏貼到保偏光子晶體光纖端面。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：高朋，
申請(專利權)人：沈陽師范大學，
類型：發明
國別省市：遼寧;21
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