dB。
[0024]【具体实施方式】五：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，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。
[0025]【具体实施方式】六：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，参考臂（5)是普通的单模光纤。
[0026]【具体实施方式】七：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。
[0027]【具体实施方式】八：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，微纳光纤（4_2)的纤芯直径比一号单模光纤（4-1)和二号单模光纤（4-3)的纤芯直径小2 μ m。
[0028]工作原理：
[0029]微纳光纤Mach-Zehnder干涉温度传感：
[0030]工作过程：如图1所示，将一号跳线（2)的一端接光源，另外一端接一号耦合器
(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) —端接一号耦合器，另一端接二号耦合器；二号跳线（7)—端接二号耦合器（6)，另一端接光谱仪（8)。
[0031]在温度传感的过程中，需要将传感臂（4)的微纳光纤（4-2)放于待测的温度场中。参考臂（5 )离开温度场。由光源（1)发出的光信号经过一号跳线（2 )到达一号耦合器（3 )，一号親合器（3)的插入损耗为3dB，分光比为1:1。经过一号親合器（3)后，光信号被分成光强比为1:1的两束光分别进入参考臂（4)和传感臂（5)。在传感臂（4)中的光分别经过一号单模光纤（4-1)、微纳光纤（4-2)和二号单模光纤（4-3)。传感臂（4)中传输的光与参考臂（5)中传输的光在二号耦合器（6)内相遇。当温度场中的温度改变时，会使传感臂（4)的物理长度在原传感臂（4)与参考臂（5)长度差的基础上发生改变，从而使两路光的光程差发生改变。光程差的改变会导致两束光的位相发生改变。在二号親合器（6)内相遇的两束光会因为位相不同的两束光的叠加而发生光强的重新分布，产生干涉现象。该干涉光经过二号跳线（7)到达光谱仪（8)。当干涉光因为传感臂（4)中微纳光纤（4-2)受温度改变而发生位相改变时，光谱仪（8)显示的光谱会发生漂移。可根据光谱的漂移来确定温度的变化。
[0032]将传感臂（4)单模光纤的一部分经过去除包层和熔融拉锥后，会形成纤芯直径更细的微纳光纤。在传感过程中，温度的改变会造成传感光纤长度的变化，而去掉包层且经过熔融拉锥后更细的光纤对温度的变化更加敏感，以此提高Mach-Zehnder温度传感装置的灵敏度。
【主权项】
1.一种基于微纳光纤Mach-Zehnder干涉的温度传感装置，其特征在于: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)； 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); 一号跳线(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); 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。2.根据权利要求1所述的一种基于微纳光纤Mach-Zehnder干涉的温度传感装置，其特征在于:光源(1)为中心波长为1550nm的宽频带光源。3.根据权利要求1所述的一种基于微纳光纤Mach-Zehnder干涉的温度传感装置，其特征在于:传感臂(4)的微纳光纤(4-2)置于温度场中，参考臂(5)离开温度场。4.根据权利要求1所述的一种基于微纳光纤Mach-Zehnder干涉的温度传感装置，其特征在于:一号親合器(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。5.根据权利要求1所述的一种基于微纳光纤Mach-Zehnder干涉的温度传感装置，其特征在于:传感臂(4)的物理长度比参考臂(5)的物理长度长3.1mm且微纳光纤(4-2)长度为20cmo6.根据权利要求1所述的一种基于微纳光纤Mach-Zehnder干涉的温度传感装置，其特征在于:参考臂(5)是普通的单模光纤。7.根据权利要求1所述的一种基于微纳光纤Mach-Zehnder干涉的温度传感装置，其特征在于: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。8.根据权利要求1所述的一种基于微纳光纤Mach-Zehnder干涉的温度传感装置，其特征在于:微纳光纤(4-2)的纤芯直径比一号单模光纤(4-1)和二号单模光纤(4-3)的纤芯直径小2 μ??ο
【专利摘要】一种基于微纳光纤Mach-Zehnder干涉的温度传感装置，涉及光纤传感领域。它是为了解决在精密光纤温度传感中，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。本实用新型包括宽频带光源、一号跳线、一号耦合器、传感臂、参考臂、二号耦合器、二号跳线、光谱仪。其中，传感臂包括一号单模光纤、经熔融拉锥后形成的微纳光纤和二号单模光纤。参考臂是普通的单模光纤。一号跳线一端接光源另一端接一号耦合器，二号跳线一端接二号耦合器另一端接光谱仪，两个耦合器中间分别连接传感臂与参考臂。本实用新型适用于精密光纤温度传感领域。
【IPC分类】G01K11/32
【公开号】CN204964060
【申请号】CN201520569981
【发明人】沈涛, 孙滨超, 冯月, 聂平宇
【申请人】哈尔滨理工大学
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年8月3日