一种带有探测、成像多芯光纤的复合探测装置的制作方法

1.本实用新型涉及光纤复合传感，具体涉及一种带有探测、成像多芯光纤的复合探测装置。


背景技术：

2.目前用于多信号探测的多芯光纤，大多采用三个或三个以上纤芯的多芯光纤，其中，至少一个纤芯作为光信号纤芯，其它纤芯作为感测纤芯，光纤内光信号纤芯和感测纤芯的长度不同，通过不同纤芯在相同待测物理量的位置获取不同光信号，经过比较得到探测结果，其原理是采用探测光信号的一次透射或反射光谱，探测的物理量单一，探测敏感度有限。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种带有探测、成像多芯光纤的复合探测装置，其包括光源、传感探测光纤、成像探测光纤、光谱仪和光信号分析仪；
4.所述传感探测光纤、成像探测光纤均为一端与光源连接，另一端与光谱仪连接，所述光信号分析仪与光谱仪连接；
5.所述传感探测光纤包括顺次连接的第一单模光纤、第一多芯光纤和第二单模光纤，所述第一单模光纤、第二单模光纤均与第一多芯光纤错位连接；
6.所述成像探测光纤包括顺次连接的第三单模光纤、第二多芯光纤和第四单模光纤，所述第三单模光纤、第四单模光纤的中心均与第二多芯光纤的中心位于一条直线上。
7.进一步地，所述第一多芯光纤为偏芯光纤；所述第二单模光纤上设置有光栅，所述第二单模光纤的纤芯内设置有光栅。
8.进一步地，所述第一多芯光纤包括一个中心纤芯和两个侧偏纤芯，两所述侧偏纤芯沿中心纤芯对称分布，且所述中心纤芯偏离所述第一多芯光纤的中心设置。
9.进一步地，所述第二多芯光纤包括中心纤芯和两侧偏纤芯，所述中心纤芯位于第二多芯光纤的中心，两所述侧偏纤芯沿中心纤芯对称分布。
10.进一步地，所述传感探测光纤、成像探测光纤与光源之间还设置有耦合器。
11.有益效果
12.(1)本实用新型的传感探测光纤包括多芯光纤，若干单模光纤，其中一单模光纤的内部设置有光纤光栅，该结构的传感探测光纤具有同时探测二维方向弯曲和温度、二维方向弯曲和应力、折射率和温度、折射率和应力的能力，成像探测光纤能够探测被测样品反射光和散射光，利用后级的信号处理平台对被测样品所测区域进行图像重构，并且图像传输光纤内部的偏芯等结构特征确保了光信号偏振态的稳定性；其中，成像探测光纤包括多芯光纤，多芯光纤的两侧分布有单模光纤，传感探测光纤和成像探测光纤在使用时相互独立，互不干扰，且具有稳定性高、传输信息种类多的优点。
附图说明
13.图1为本实用新型实施例中带有探测、成像多芯光纤的复合探测装置的结构示意图；
14.图2为第一三芯光纤的剖视图；
15.图3为传感探测光纤的结构示意图；
16.图4为成像探测光纤的结构示意图。
17.图中：1—第一三芯光纤，2—第一纤芯，3—第二芯纤，4—第三纤芯，5—第一纤芯c1的偏芯距离d1，6—第三纤芯的偏芯距离d2，7—第一单模光纤，8—第四纤芯，9—第一基模光信号，10第二基模光信号，11—第一包层模光信号，12—第二单模光纤，13—第五纤芯，14—第三基模光信号，15—光栅，16—第三单模光纤，17—第六纤芯，18—第四基模光信号，19—第二三芯光纤，20—第七纤芯，21第八纤芯，22—第九纤芯，23—第五基模光信号，24—第四单模光纤，25—第十纤芯，26—第六基模光信号，27—光源，28—光纤耦合器，35-传感探测光纤、37-成像探测光纤，39—光谱仪，40—光信号分析仪。
具体实施方式
18.下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。
19.本实用新型公开了一种带有探测、成像多芯光纤的复合探测装置，参见图1所示，包括光源27、光纤耦合器28、传感探测光纤35、成像探测光纤37、光谱仪39、光信号分析仪40。
20.所述光源27产生用于传感探测和成像探测的宽带光信号，通过单模光纤传输至光纤耦合器28，光纤耦合器28将宽带光信号耦合成两束强度不同宽带光信号，分别传输给传感探测光纤35和成像探测光纤37，其中传输给传感探测光纤35的宽带光信号强度小于传输给成像探测光纤37的宽带光信号。
21.光谱仪39将传感探测光纤35、成像探测光纤37的光信号传输给光信号分析仪40，经过解调转换成携带波长漂移信息的电信号，通过光信号分析仪40进行显示、存储和分析。
22.参见图2、图3所示，本实用新型实施例的传感探测光纤35包括第一单模光纤7、第一三芯光纤1和第二单模光纤12错位熔接而成。
23.其中第一三芯光纤1包括第一纤芯2、第二纤芯3和第三纤芯4，第一纤芯2和第三纤芯4沿第二纤芯3对称分布，第二纤芯2偏离第一三芯光纤1的中心设置，且偏芯距离为d1(图中标号5示出)，第三纤芯4的偏芯距离为d2(图中标号6示出)。
24.光源27产生的光信号经过耦合器28后进入第一单模光纤7的第四纤芯8中形成第一基模光信号9，第一基模光信号9传输至第一单模光纤7和第一三芯光纤1的熔接处，被耦合成第一三芯光纤1中第二纤芯2内的第二基模光信号10和第一包层模光信号11，第二基模光信号10和第一包层模光信号11在第一三芯光纤1和第二单模光纤12的熔接处耦合成第二单模光纤12的第五纤芯13内，成为第三基模光信号14，并穿过第二单模光纤12内的光栅15后进入光谱仪。
25.参见图4所示，成像探测光纤37由第三单模光纤16、第二三芯光纤19和第四单模光纤24熔接而成。
26.光源27产生的光信号经过耦合器28后进入第三单模光纤16的第六纤芯17中第四
基模光信号18传输至第二三芯光纤19的第七纤芯21，成为第二三芯光纤19的第五基模光信号23，此时第八纤芯20和第九纤芯22内无光线号传输，光信号沿第七纤芯21传输至第四单模光纤24的第十纤芯25，成为第六基模光信号26，第六基模光信号26进入光谱仪。
27.本实用新型不仅局限于上述的最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变更，凡是具有与本实用新型相同或相近似的技术方案，均在其保护范围内。


技术特征：
1.一种带有探测、成像多芯光纤的复合探测装置，其特征在于：其包括光源、传感探测光纤、成像探测光纤、光谱仪和光信号分析仪；所述传感探测光纤、成像探测光纤均为一端与光源连接，另一端与光谱仪连接，所述光信号分析仪与光谱仪连接；所述传感探测光纤包括顺次连接的第一单模光纤、第一多芯光纤和第二单模光纤，所述第一单模光纤、第二单模光纤均与第一多芯光纤错位连接；所述成像探测光纤包括顺次连接的第三单模光纤、第二多芯光纤和第四单模光纤，所述第三单模光纤、第四单模光纤的中心均与第二多芯光纤的中心位于一条直线上。2.根据权利要求1所述的带有探测、成像多芯光纤的复合探测装置，其特征在于：所述第一多芯光纤为偏芯光纤；所述第二单模光纤的纤芯内设置有光栅。3.根据权利要求2所述的带有探测、成像多芯光纤的复合探测装置，其特征在于：所述第一多芯光纤包括一个中心纤芯和两个侧偏纤芯，两所述侧偏纤芯沿中心纤芯对称分布，且所述中心纤芯偏离所述第一多芯光纤的中心设置。4.根据权利要求1所述的带有探测、成像多芯光纤的复合探测装置，其特征在于：所述第二多芯光纤包括中心纤芯和两侧偏纤芯，所述中心纤芯位于第二多芯光纤的中心，两所述侧偏纤芯沿中心纤芯对称分布。5.根据权利要求1所述的带有探测、成像多芯光纤的复合探测装置，其特征在于：所述传感探测光纤、成像探测光纤与光源之间还设置有耦合器。

技术总结
本实用新型公开了一种带有探测、成像多芯光纤的复合探测装置，其包括光源、传感探测光纤、成像探测光纤、光谱仪和光信号分析仪；所述传感探测光纤、成像探测光纤均为一端与光源连接，另一端与光谱仪连接，所述光信号分析仪与光谱仪连接；所述传感探测光纤包括顺次连接的第一单模光纤、第一多芯光纤和第二单模光纤；所述成像探测光纤包括顺次连接的第三单模光纤、第二多芯光纤和第四单模光纤。本实用新型能够探测多个物理量，探测敏感度较高。探测敏感度较高。探测敏感度较高。


技术研发人员：丁磊
受保护的技术使用者：武汉永飞弘信息科技有限公司
技术研发日：2021.07.26
技术公布日：2022/1/11