基于相位和强度同时调制的光纤干涉仪横向应力振动传感器的制作方法

本发明涉及传感器技术领域，具体讲是基于相位和强度同时调制的光纤干涉仪横向应力振动传感器。

背景技术：

横振动就是指振动方向与传播方向垂直的振动。气体只能承受压应力与拉应力，不能承受切应力，因而它只能传播纵波，而固体既能承受压应力与拉应力，又能承受切应力,所以既可传播纵波又能传播横波，生命体征的监测及护理体温、脉搏、呼吸、血压是人体四大生命体征。

然而，经过分析发现，呼吸使得心肺活动，心脏每收缩、舒张一次，在外周动脉上便出现一次搏动，即为脉搏，心脏收缩时，动脉内压力增加，管壁扩张、心脏舒张时动脉内压力下降，管壁回缩等生命活动均能够通过横向应力振动进行体现，传统的医疗检测装置无法做到细微的检测和调整，且因体积过大造成操作不便。

技术实现要素：

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供基于相位和强度同时调制的光纤干涉仪横向应力振动传感器，具有体积小、便于操作和调整，同时快速感测光纤的灵敏度，更重要的是可以对微小的横向应力振动进行检测，快速对人体的生命体征进行检测等优点。

本发明是这样实现的，构造基于相位和强度同时调制的光纤干涉仪横向应力振动传感器，包括入射光纤、传感光纤、出射光纤、第一接口、第二接口和网状光纤封装结构，第一接口和第二接口分别设置于传感光纤的端部，且入射光纤和出射光纤一端分别嵌入设置于第一接口和第二接口中；网状光纤封装结构由网格支撑板及封胶构成，且封胶设置于任一的第一接口和第二接口表面，传感光纤呈十字交叉状设置于网格支撑板表面，并通过聚合黏胶与网格支撑板粘结。

进一步的，入射光纤和出射光纤均为通信单模光纤。传感光纤可以为单模光纤、多模光纤、包偏光纤、光子晶体光纤等其他光纤，传感光纤为感测光纤，主要用于进行感测横向施加的应力，出射光纤用于传输出被接口输出的光，第一接口用于激发光纤包层光模式，第二接口用于接受纤芯模和光纤包层光模式并让它们在此产生模间干涉，入射光纤和传感光纤之间的第一接口需要有较大的模场直径差距，从而有效激发高阶的相干模式，帮助出射光纤快速接收光源。

进一步的，传感光纤为感测光纤，这里的传感光纤分为两层，第一层光纤贴附于网格支撑板上，同时第二层光纤交叉贴附于网格支撑板上，与第一层光纤形成交叉点，从而增加光纤的感测灵敏度。

进一步的，网格支撑板由聚合物材料制成，网格支撑板用于固定多层的光纤，网格结构同时可以施加交叉横向应力于光纤上，网格支撑板同样用于保护第一层和第二层的光纤，同时施加交叉横向应力于光纤上，进一步增加光纤的感测灵敏度，从而快速检测到微小的横向应力。

本发明通过改进在此提供基于相位和强度同时调制的光纤干涉仪横向应力振动传感器，体积小、便于操作和调整；快速感测光纤的灵敏度；可以对微小的横向应力振动进行检测，可快速对人体的生命体征进行检测。具体优点体现为：

优点1：入射光纤和出射光纤均为通信单模光纤。传感光纤可以为单模光纤、多模光纤、包偏光纤、光子晶体光纤等其他光纤，主要用于进行感测横向施加的应力，出射光纤用于传输出被接口输出的光，第一接口用于激发光纤包层光模式，第二接口用于接受纤芯模和光纤包层光模式并让它们在此产生模间干涉，入射光纤和传感光纤之间的第一接口需要有较大的模场直径差距，从而有效激发高阶的相干模式，帮助出射光纤快速接收光源。

优点2：这里的传感光纤分为两层，第一层光纤贴附于网格支撑板上，同时第二层光纤交叉贴附于网格支撑板上，与第一层光线形成交叉点，从而增加光纤的感测灵敏度。

优点3：网格支撑板由聚合物材料制成，网格支撑板用于固定多层的光纤，网格结构同时可以施加交叉横向应力于光纤上，网格支撑板同样用于保护第一层和第二层的光纤，同时施加交叉横向应力于光纤上，进一步增加光纤的感测灵敏度，从而快速检测到微小的横向应力。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明连接原理图之一；

图3是本发明连接原理图之二；

图4是本发明光纤网格层叠布局图；

图5是本发明光纤交叉和网格支持板结构示意图。

图中所示序号：入射光纤1、传感光纤2、出射光纤3、第一接口4、第二接口5、网状光纤封装结构6、网格支撑板601和封胶602。

具体实施方式

下面将结合附图1-图5对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围；此外，术语“第一”、“第二”、“第三”“上、下、左、右”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。同时，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电性连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明通过改进在此提供基于相位和强度同时调制的光纤干涉仪横向应力振动传感器，如图1-图5所示，可以按照如下方式予以实施；包括入射光纤1、传感光纤2、出射光纤3、第一接口4、第二接口5和网状光纤封装结构6，第一接口4和第二接口5分别设置于传感光纤2的端部，且入射光纤1和出射光纤3一端分别嵌入设置于第一接口4和第二接口5中；网状光纤封装结构6由网格支撑板601及封胶602构成，且封胶602设置于任一的第一接口4和第二接口5表面，传感光纤2呈十字交叉状设置于网格支撑板601表面，并通过聚合黏胶与网格支撑板601粘结。

本发明中，入射光纤1和出射光纤3均为通信单模光纤。传感光纤2可以为单模光纤、多模光纤、包偏光纤、光子晶体光纤等其他光纤，主要用于进行感测横向施加的应力，出射光纤3用于传输出被接口3输出的光，第一接口4用于激发光纤包层光模式，第二接口5用于接受纤芯模和光纤包层光模式并让它们在此产生模间干涉，入射光纤1和传感光纤2之间的第一接口4需要有较大的模场直径差距，从而有效激发高阶的相干模式，帮助出射光纤3快速接收光源；传感光纤2为感测光纤，这里的传感光纤2分为两层，第一层光纤贴附于网格支撑板601上，同时第二层光纤交叉贴附于网格支撑板601上，与第一层光纤形成交叉点，从而增加光纤的感测灵敏度；网格支撑板601由聚合物材料制成，网格支撑板601用于固定多层的光纤，网格结构同时可以施加交叉横向应力于光纤上，网格支撑板601同样用于保护第一层和第二层的光纤，同时施加交叉横向应力于光纤上，进一步增加光纤的感测灵敏度，从而快速检测到微小的横向应力。

实施例一：

如图2所示谓光纤模式干涉仪的基本原理图，入射光纤1和出射光纤3均为通信单模光纤，入射光纤1用于将c波段激光光源入射入第一接口4，传感光纤2可以为单模光纤、多模光纤、包偏光纤、光子晶体光纤等其他光纤，主要用于进行感测横向施加的应力，出射光纤3用于传输出被接口3输出的光，第一接口4用于激发光纤包层光模式，第二接口5用于接受纤芯模和光纤包层光模式并让它们在此产生模间干涉，入射光纤1和传感光纤2之间的第一接口4需要有较大的模场直径差距，从而有效激发高阶的相干模式，对第二接口5同样如此。这里需要说明的是，所用的光源可以是c波段和l波段激光光源，第一接口4和第二接口5需要聚合物胶体封装，胶体外壳可采用硬塑料或金属封装，封装示意图如图2所示，用于保护好接口，防止断开，同时避免外界扰动对该干涉仪的信号干扰。

实施例二：

与实施例一不同的是，图3为光纤层叠式封装结构图，第一层光纤贴附于网格支撑板，如图4所示，可用聚合物贴附于支撑班上，第二层光纤交叉于第一层形成1-48光纤交叉点同时贴附于网格支撑板上，交叉点示意图如5所示，光纤交叉点的作用用于让上下光纤产生形变微弯，该形变微弯会导致光纤的有效折射率和长度发生相应的变化，多个交叉点的形变微弯叠加会导致该干涉仪产生较强的相位调制，另外微弯的作用会导致光传输过程中的的光强损耗，特别会导致包层模的功率产生较大的损耗，多个交叉点的形变微弯叠加会对该干涉仪的强度产生较大的调制。需要说明的是，交叉点的增多会提高该类传感器的灵敏度，多层光纤的叠加会提高该类传感器的灵敏度，这里只展示了两层的网格叠加，该专利同样适用于多层光纤的叠加，更多个光纤交叉点的网格结构；图5所示的网格支撑板用于固定多层的光纤，网格结构同时可以施加交叉横向应力于光纤上，网格覆盖板用于保护第一层和第二层的光纤，同时施加交叉横向应力于光纤上，用于增加光纤的感测灵敏度。

综上；本发明基于相位和强度同时调制的光纤干涉仪横向应力振动传感器，体积小、便于操作和调整，同时快速感测光纤的灵敏度，更重要的是可以对微小的横向应力振动进行检测，可快速对人体的生命体征进行检测。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。