专利名称：基于光纤模间干涉和保偏光纤光栅的多参量光纤传感器的制作方法
技术领域：
本发明属于光纤传感技术领域，具体涉及一种基于光纤模间干涉和保偏光纤光栅的多参量光纤传感器。
背景技术：
光纤传感器与电式传感器相比，具有体积小、质量轻、灵敏度高、抗电磁干扰、抗腐蚀等独特的优点，已经被广泛的应用于石油、化工、核工业、桥梁监测、医学、航天航空、船舶航运等领域。温度、应变和折射率作为化学、医药及生物产品的重要参数，对其进行同时测量的研究引起广大学者的关注。目前，已经提出了多种将温度、应变和折射率同时测量的方法，比如通过腐蚀光纤布拉格光栅在光栅内激励起三个不同模式的谐振峰，利用其对这三个参 量的不同灵敏系数实现了对温度、应变和折射率同时测量。但是由于光纤光栅本来就很脆弱，腐蚀后其更加易断，不利于测量使用和大批量的生产。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在问题，提供一种基于光纤模间干涉和保偏光纤光栅的多参量光纤传感器，该传感器将光纤模间干涉和保偏光纤光栅相结合，实现对温度、应变和折射率的同时测量，提高了传感器的灵敏度，且结构简单、成本低、可操作性强，在安全监测等领域有广泛应用前景。本发明的技术方案—种基于光纤模间干涉和保偏光纤光栅的多参量光纤传感器，米用多模光纤-单模光纤-多模光纤结构与保偏光纤光栅级联，由宽带光源、入射端多模光纤、中间段单模光纤、出射端多模光纤、保偏光纤光栅和光谱分析仪组成，宽带光源的单模尾纤接入射端多模光纤的a端，入射端多模光纤的b端接中间段单模光纤的输入端，中间段单模光纤的输出端接出射端多模光纤的c端，出射端多模光纤的d端接保偏光纤光栅的输入端，保偏光纤光栅的输出端与光谱分析仪连接。本发明的工作原理该光纤传感器采用多模光纤-单模光纤-多模光纤(MSM)结构，其传感原理是基于单模光纤中的纤芯�：桶隳８缮妫惫庥墒淙攵硕嗄９庀私氲ツ９庀耸保だ鸬ツ９庀酥械南诵灸：透鹘装隳＃以诟鹘装隳Ｖ凶苡幸桓瞿Ｊ酱τ谥鞯嫉匚�。由于包层模与纤芯模的有效折射率存在差异，在传输到单模光纤和出射端多模光纤的熔接点时，两种模式间就产生了相位差，使得包层模与纤芯模在单模光纤中发生干涉，干涉光谱随温度、应变和折射率的变化而漂移，反映在透射光谱上表现为特征波长的漂移，因而可感知温度、应变和折射率的变化。干涉光经过保偏光纤光栅后，满足保偏光纤光栅快慢轴中心波长的光被反射，在光谱仪中可同时观察到干涉峰和保偏光纤光栅的两个透射峰，保偏光纤光栅的中心波长不受折射率变化的影响，但受温度和应变的影响。当温度、应变同时作用时，波长变化量可表示为
权利要求
1.一种基于光纤模间干涉和保偏光纤光栅的多参量光纤传感器，其特征在于米用多模光纤-单模光纤-多模光纤结构与保偏光纤光栅级联，由宽带光源、入射端多模光纤、中间段单模光纤、出射端多模光纤、保偏光纤光栅和光谱分析仪组成，宽带光源的单模尾纤接入射端多模光纤的a端，入射端多模光纤的b端接中间段单模光纤的输入端，中间段单模光纤的输出端接出射端多模光纤的c端，出射端多模光纤的d端接保偏光纤光栅的输入端，保偏光纤光栅的输出端与光谱分析仪连接。
全文摘要
一种基于光纤模间干涉和保偏光纤光栅的多参量光纤传感器，采用多模光纤-单模光纤-多模光纤结构与保偏光纤光栅级联，由宽带光源、入射端多模光纤、中间段单模光纤、出射端多模光纤、保偏光纤光栅和光谱分析仪组成，宽带光源的单模尾纤接入射端多模光纤的a端，入射端多模光纤的b端与中间段单模光纤、出射端多模光纤、保偏光纤光栅串联连接，保偏光纤光栅的输出端与光谱仪连接。本发明的优点该光纤传感器综合了光纤干涉和保偏光纤光栅的优点，依据干涉光特征波长与保偏光纤光栅对温度、应变及折射率的不同灵敏度，实现了对温度、应变和折射率的同时测量，提高了传感灵敏度，且结构简单、成本低，在化学、医药、生物等领域具有广泛应用前景。
文档编号G01D5/26GK102928002SQ201210413040
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月25日 优先权日2012年10月25日
发明者童峥嵘, 王洁玉, 曹晔, 张卫华 申请人:天津理工大学
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