基于单模-细芯-多模-单模结构的光纤折射率传感器的制造方法
【专利摘要】基于单模-细芯-多模-单模结构的光纤折射率传感器，其特征在于：由光源(1)、单模光纤(2)、细芯光纤(3)、多模光纤(4)、光谱仪(5)组成；光源(1)通过单模光纤(2)连接细芯光纤(3)，多模光纤(4)通过细芯光纤(3)连接光谱仪(5)。该结构以细纤芯及包层光纤为传感头，利用一段多模光纤激发细芯光纤包层模式。由于倏逝场效应，外界环境的变化将导致细光纤包层和芯层传输模式间的相位差发生变化，从而引起干涉谱峰值发生漂移，实现对外界折射率的测量，当该装置实现了全光纤传感，制作方法简单、成本低，有助于推动光纤传感器在传感领域的广泛应用。
【专利说明】基于单模-细芯-多模-单模结构的光纤折射率传感器
【技术领域】
[0001]本发明提供了基于单模-细芯-多模-单模结构的光纤折射率传感器，属于光纤传感【技术领域】。
【背景技术】
[0002]基于单模-细芯-多模-单模结构光纤折射率传感器利用外界环境的变化引起干涉谱峰值发生漂移来测量折射率的仪器。不同于机械的其他技术和电的方法，光纤传感器具有许多优点，如电磁抗扰性，抗侵蚀，高灵敏度和远程感应等。有大量关于这方面的研究并形成了多种光学折射率传感器系统，传统的光纤液折射率感器系统，但又很大的交叉敏感性和昂贵的紫外线激光，这会产生较大的光学损耗。而采用在单模-细芯-多模-单模结构的光纤折射率传感器就避免了这个问题，大大减小了光学损耗。
【发明内容】
[0003]本发明目的在于提供了一种基于单模-细芯-多模-单模结构的折射率传感器。该装置能够将外围折射率的变化转化为光波的变化，便于测量折射率，具有结构简单、易于操作等特点。
[0004]本发明通过以下技术方案实现:
[0005]基于单模-细芯-多模-单模结构的光纤折射率传感器，其特征在于:由光源(I)、单模光纤⑵、细芯光纤⑶、多模光纤⑷、光谱仪(5)组成；光源⑴通过单模光纤(2)连接细芯光纤(3)，多模光纤(4)通过多模光纤(3)连接光谱仪(5)。
[0006]所述的基于单模-细芯-多模-单模结构的光纤折射率传感器，其特征在于:细芯光纤(3)的长度为I?2cm ;纤芯直径为3?4 μ m ;包层直径为85?100 μ m。
[0007]所述的基于单模-细芯-多模-单模结构的光纤这摄录传感器，其特征在于:多模光纤⑷长度为I?2cm ;纤芯直径为51?60 μ m ;包层直径为125?130 μ m。
[0008]本发明的工作原理是:光源激光器I发出光波，通过单模光纤2纤芯到细芯光纤3耦合处一部分光波进入包层内并形成两种干涉光波，到达多模光纤4后包层内一部分光波进入纤芯内，纤芯包层内的光波随着折射率的变化而相应变化，干涉条纹变化随着折射率变化进行相应变化。
[0009]本发明的有益效果是:所述的基于单模-细芯-多模-单模结构的光纤折射率传感器的结构是一种新型结构，干涉条纹的可见度相比传统测量方法大大提高。【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是基于单模-细芯-多模-单模结构的光纤折射率传感示意图；
[0011]图2是不同折射率下测量波长漂移图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图及实施实例对本发明作进一步描述:
[0013]参见附图1，基于单模-细芯-多模-单模结构的光纤折射率传感器，其特征在于:由光源(I)、单模光纤⑵、细芯光纤(3)、多模光纤(4)、光谱仪(5)组成；光源⑴通过单模光纤(2)连接细芯光纤(3)，细芯光纤(3)通过多模光纤(4)连接光谱仪(5)。
[0014]图2是不同折射率情况下对应的波长漂移图。可以看出随着折射率的增大，干涉条纹的中心波长向短波方向漂移，漂移量和折射率之间存在很好的线性关系，线性度达到
0.99943。通过这个线性关系，可以实现折射率的测量。
【权利要求】
1.基于单模-细芯-多模-单模结构的光纤折射率传感器，其特征在于:由光源(I)、单模光纤⑵、细芯光纤⑶、多模光纤⑷、光谱仪(5)组成；光源⑴通过单模光纤(2)连接细芯光纤(3)，多模光纤(4)通过多模光纤(3)连接光谱仪(5)。
2.根据权利要求1所述的基于单模-细芯-多模-单模结构的光纤折射率传感器，其特征在于:细芯光纤(3)的长度为I?2cm ;纤芯直径为3?4 μ m ;包层直径为85?100 μ m。
3.根据权利要求1所述的基于单模-细芯-多模-单模结构的光纤折射率传感器，其特征在于:多模光纤⑷长度为I?2cm ;纤芯直径为51?60 μ m ;包层直径为125?130 μ m。
【文档编号】G01N21/45GK103969221SQ201310034092
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年1月25日 优先权日:2013年1月25日
【发明者】沈常宇, 胡思明, 路艳芳, 陈德宝, 褚金雷, 钟川, 邹新, 金尚忠, 董新永 申请人:中国计量学院