一种基于微纳光纤Mach-Zehnder干涉的温度传感装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光纤传感领域。具体涉及一种Mach-Zehnder干涉的光纤温度传感器。
【背景技术】
[0002]光纤温度传感器相比其它温度传感器具有抗电磁干扰能力强、响应速度快、应用范围广等优点。因此，光纤温度传感器正广泛应用于航空航天、建筑业、电力工程等领域。光纤温度传感器主要分成两类:一类是利用光导纤维本身具有某种敏感功能而使光纤具有测温作用，属于功能型温度传感器；另一类是光导纤维仅仅起传输光波的作用，必须在光纤端面加装其它敏感元件才能够实现传感的作用，属于传输型温度传感器。相比传输型温度传感器，功能型温度传感器具有结构简单，制作成本低廉等优势。但其灵敏度不及传输型光纤温度传感器。所以，有必要对目前的功能型光纤温度传感器进行改进，设计新型的高灵敏度功能型光纤温度传感器已经势在必行。
[0003]全光纤Mach-Zehnder干涉温度传感器是典型的功能型光纤温度传感器。该传感器分别由两根单模光纤充当传感臂与参考臂的作用。进行温度传感时，需要把传感臂置于温度场中，参考臂离开温度场。该传感器的灵敏度很大程度上由参考臂所决定，因此，可对参考臂进行结构上的改进，设计出新型高灵敏度Mach-Zehnder温度传感装置。
【发明内容】
[0004]本实用新型是为了解决在精密温度传感时，功能型光纤温度传感器灵敏度不及传输型光纤温度传感器的问题。在全光纤Mach-Zehnder干涉温度传感器的基础上进行改进，提供了一种光基于微纳光纤Mach-Zehnder干涉的高灵敏度、成本低廉、操作简单、抗电磁干扰能力强的温度传感装置。
[0005]—种基于微纳光纤Mach-Zehnder干涉的温度传感装置，它包括光源(1)、一号跳线(2)、一号耦合器(3)、传感臂(4)、参考臂(5)、二号耦合器(6)、二号跳线(7)、光谱仪
(8)；
[0006]传感臂(4)是去掉包层且经过熔融拉锥后的单模光纤，其包括一号单模光纤(4-1)、微纳光纤(4-2)、二号单模光纤(4-3);
[0007]—号跳线(2)的一端接光源，另外一端接一号親合器(3);传感臂(4) 一端接一号親合器(3)，另外一端接二号親合器(6);参考臂(5) —端接一号親合器，另一端接二号親合器；二号跳线(7) —端接二号耦合器(6)，另一端接光谱仪(8);
[0008]光源(1)发出的光信号经一号跳线(2)到达一号親合器(3)，在一号親合器(3)中光被分成两束，其中一束进入传感臂(4)，在传感臂(4)中光信号分别经过一号单模光纤(4-1)，微纳光纤(4-2)，二号单模光纤(4-3)，另外一束进入参考臂(5)，两束光在二号親合器(6)内相遇，再经过二号跳线(7)进入光谱仪(8)中。
[0009]所述光源(1)为中心波长为1550nm的宽频带光源。
[0010]—号親合器（3)和二号親合器（6)的親合比均为1:1且一号親合器（3)和二号親合器（6)的插入损耗均为3dB。
[0011]传感臂（4)的物理长度比参考臂（5)的物理长度长3. 1mm且传感臂（4)中微纳光纤（4-2)的长度为20cm。
[0012]一号单模光纤（4-1)的纤芯直径、二号单模光纤（4-3)的纤芯直径和参考臂（5)的纤芯直径相同；微纳光纤（4-2)的纤芯直径比括一号单模光纤（4-1)和二号单模光纤（4-3)的纤芯直径小2 μ m。
[0013]本实用新型的有益效果是：本实用新型在双臂Mach-Zehnder干涉温度传感器的基础上进行改进，通过对传感臂上单模光纤去除包层并熔融拉锥，形成一种微纳光纤结构。该微纳光纤纤芯直径相比普通单模光纤的纤芯直径小2 μ m0直接裸露于温度场中更细的纤芯比带有包层的传感光纤具有更高的灵敏度。相比现有的全光纤双臂Mach-Zehnder干涉温度传感装置其灵敏度提高30%以上，并且该温度传感装置还具有制作成本低廉、抗电磁干扰能力强、操作简便等优点。
【附图说明】
[0014]图1为一种基于微纳光纤Mach-Zehnder干涉的温度传感装置；
[0015]图2为传感臂的放大结构。
【具体实施方式】
[0016]【具体实施方式】一：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种基于微纳光纤Mach-Zehnder干涉的温度传感装置，它包括光源（1)、一号跳线（2)、一号親合器(3)、传感臂（4)、参考臂（5)、二号耦合器（6)、二号跳线（7)、光谱仪（8);
[0017]传感臂（4)是去掉包层且经过熔融拉锥后的单模光纤，其包括一号单模光纤(4-1)、微纳光纤（4-2)、二号单模光纤（4-3);
[0018]—号跳线（2)的一端接光源，另外一端接一号親合器（3);传感臂（4) 一端接一号親合器（3)，另外一端接二号親合器（6);参考臂（5) —端接一号親合器，另一端接二号親合器；二号跳线（7) —端接二号耦合器（6)，另一端接光谱仪（8);
[0019]进行温度传感时，先将光源与光谱仪放置合适位置，再把传感臂（4)的微纳光纤(4-2 )置于温度场中，令参考臂离开温度场。
[0020]光源（1)发出的光信号经一号跳线（2)到达一号親合器（3)，在一号親合器（3)中光被分成两束，其中一束进入传感臂（4)，在传感臂（4)中光信号分别经过一号单模光纤(4-1)，微纳光纤（4-2)，二号单模光纤（4-3)，另外一束进入参考臂（5)，两束光在二号親合器（6 )内相遇，发生耦合，产生干涉现象。干涉光再经过二号跳线（7 )进入光谱仪（8 )中，利用光谱仪（8)可以观测干涉光谱。干涉光谱的漂移与温度的变化有一一对应的关系，因此可以通过观测干涉光谱的漂移间接进行温度的测量。
[0021]【具体实施方式】二 ：本实施方式对【具体实施方式】一所述的一种基于微纳光纤Mach-Zehnder干涉温度传感装置的进一步限定，本实施方式中，所述光源（1)为宽频带光源。
[0022]【具体实施方式】三：本实施方式对【具体实施方式】二所述的宽频带光源的进一步限定，本实施方式中，所述宽频带光源为中心波长1550nm。
[0023]【具体实施方式】四：本实施方式对【具体实施方式】一所述的一种基于微纳光纤Mach-Zehnder干涉温度传感装置的进一步限定，本实施方式中，一号耦合器（3)和二号耦合器（6)的親合比均为1:1且一号親合器（3)和二号親合器（6)的插入损耗均为3