一种正交型长周期光纤光栅及其感测弯曲的应用

文档序号:26001409发布日期:2021-07-23 21:18阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种正交型长周期光纤光栅,其特征在于:在光纤表面刻蚀有两段凹槽段,两凹槽段沿光纤轴向前后排列,并且在圆周方向上正交;每段凹槽段分别由若干个凹槽沿轴向排列构成,第一段凹槽段中凹槽等间距排列;第二段凹槽段中凹槽等分为多组,组内凹槽等间距排列,各组之间间隔相等。

2.根据权利要求1所述的正交型长周期光纤光栅,其特征在于:所述第一段凹槽段中,凹槽深度d1、凹槽宽度w1和凹槽周期f1分别满足:20μm≤d1≤25μm、5μm≤w1≤10μm、610μm≤f1≤630μm。

3.根据权利要求2所述的正交型长周期光纤光栅,其特征在于:所述第一段凹槽段中凹槽个的数n1为40。

4.根据权利要求1所述的正交型长周期光纤光栅,其特征在于:所述第二段凹槽段中,凹槽深度d2、凹槽宽度w2和凹槽周期f2分别满足:25μm≤d2≤30μm、5μm≤w2≤10μm、490μm≤f1≤510μm。

5.根据权利要求4所述的正交型长周期光纤光栅,其特征在于:所述第二段凹槽段中,凹槽的个数n2为24,且每6个为一组,每组凹槽之间间隔v=2.5mm。

6.根据权利要求1所述的正交型长周期光纤光栅,其特征在于:所述两凹槽段之间间隔u=24.18mm。

7.根据权利要求1所述的正交型长周期光纤光栅,其特征在于:所述光纤光栅的原料为标准单模光纤。

8.一种基于权利要求1-7中任一项所述正交型长周期光纤光栅感测弯曲的应用,其特征在于:所述光纤光栅的透射谱中包含两个谐振峰,且谐振峰波长与弯曲度成线性关系,通过检测光纤光栅透射谱中谐振峰波长,得到被测弯曲度大小。

9.根据权利要求8所述的基于正交型长周期光纤光栅感测弯曲的应用,其特征在于:所述两谐振峰波长还与温度成线性关系,利用公式计算得到弯曲度δρ,其中kρa和kρb分别表示弯曲单独作用于光纤光栅时,谐振峰dipa和dipb的弯曲灵敏度;kta和ktb分别表示温度单独作用于光纤光栅时,谐振峰dipa和dipb的温度灵敏度,δt为温度。

10.根据权利要求8所述的基于正交型长周期光纤光栅感测弯曲的应用,其特征在于:根据两谐振峰波长漂移大小的比值,判断弯曲方向。


技术总结
本发明提供了一种正交型长周期光纤光栅,在光纤表面刻蚀有两段凹槽段,分别构成普通光栅结构和超结构光栅结构,两凹槽段之间沿光纤轴向前后排列,并且在圆周方向上正交。此种新型光纤光栅透射谱中包含两个谐振峰,两谐振峰波长与弯曲度成良好的线性关系,可用于感测弯曲度大小;两谐振峰波长还与温度成良好的线性关系,并且两谐振峰的弯曲灵敏度方向相反,利用弯曲‑温度交叉感测的方法测量弯曲度大小时,具有灵敏度高的优势;两谐振峰之间的漂移大小关系随弯曲方向的改变而改变,因此还可同时用于感测弯曲方向。

技术研发人员:印杰克
受保护的技术使用者:江苏大学
技术研发日:2021.03.29
技术公布日:2021.07.23
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