基于自聚焦光纤的折射率传感器及其制备系统
成果类型:: 实用新型专利
发布时间: 2022-12-07 18:37:05
本实用新型属于光纤传感领域,本实用新型公开了一种基于自聚焦光纤的折射率传感器,该折射率传感器包括第一传输光纤、第二传输光纤和自聚焦光纤,自聚焦光纤固定在第一传输光纤与第二传输光纤之间,自聚焦光纤的长度为该自聚焦光纤的聚焦周期的二分之一,自聚焦光纤纤芯中间一侧具有微腔,因此微腔位于聚焦周期的四分之一处,可使得在微腔处入射的光线获得准直,减小了微腔的光线的损耗,从而使通过该微腔的光束强度与通过纤芯另一侧的光束强度较为接近,因两束干涉光在出射面处光束强度更为接近,从而提高对比度。同时,因该折射率传感器中包括自聚焦光纤,可使得折射率传感器的损耗小。
本实用新型涉及光纤传感领域,尤其涉及一种基于自聚焦光纤的折射率传感器及其制备系统。本实用新型的主要目的在于提供一种基于自聚焦光纤的折射率传感器及其制备系统,用于解决现有光纤折射率传感器测量折射率时存在连接损耗大,对比度低的技术问题。
折射率是一种用于描述流体介质的物理参数,流体介质的折射率通常与介质的密度,组成成分及含量等有紧密的相关性,同时这些参数均可通过折射率来反映。随着科学技术的发展,人们相继研究出各种各样的光纤传感器。光纤传感器具有性能优良、抗干扰能力强、应用范围广、易于集成等突出优势。基于上述优点,可利用特定的光纤传感器对流体折射率进行检测。
现有的利用光纤传感器测量折射率的方法有多种,其中包括光纤布拉格光栅、长周期光栅、光纤法布里-珀罗干涉、光纤表面等离子共振、单模-无芯-单模光纤等光纤传感结构测量折射率。利用上述光纤传感结构测量折射率时,存在以下问题:光纤传感器结构的结构复杂,传输损耗大和干涉对比度不高以致不利于光谱信号解调等。
本实用新型的主要目的在于提供一种基于自聚焦光纤的折射率传感器及其制备系统,用于解决现有光纤折射率传感器测量折射率时存在连接损耗大,对比度低的技术问题。
1、发明人:张凤婵, 徐锡镇, 何俊, 王义平2、主要发明人简介:徐锡镇,助理教授,深圳大学物理与光电工程学院。2013年浙江工业大学理学院获理学学士学位;2016年深圳大学光电工程学院获工学硕士学位;2019年深圳大学物理与光电工程学院获工学博士学位。目前的研究方向包括:高温力热光纤传感器件及应用、飞秒激光制备光纤光栅技术、蓝宝石光纤传感器、强包层模光纤光栅传感器。目前已主持项目4项,其中国家自然科学基金1项,广东省自然科学基金1项,中国博士后基金1项,深圳市项目1项,主持并成功结题中国博士后基金1项和深圳市项目1项,参与项目6项,共发表论文40余篇,其中SCI期刊论文33篇,第一作者7篇,通讯作者3篇,会议论文16篇,第一作者5篇,授权发明专利3项,实用新型17项,申请国际专利5项,并获得5个奖项。
一方面,自聚焦光纤长度为该自聚焦光纤的聚焦周期的二分之一,自聚焦光纤的纤芯一侧具有微腔,且该微腔位于该自聚焦光纤轴向的中间位置,因此该微腔位于该自聚焦光纤的聚焦周期的四分之一处,可使得在微腔处入射的光线获得准直,减小了微腔的光线的损耗,从而使通过该微腔的光束强度与通过纤芯另一侧的光束强度较为接近,因两束干涉光在出射面处光束强度更为接近,从而提高对比度。
另一方面,该自聚焦光纤的折射率传感器中自聚焦光纤具有模场转换的功能,可使模场直径扩大或聚焦,自聚焦光纤与传输光纤的连接处位于该自聚焦光纤的聚焦周期的二分之一处,模场直径聚焦到传输光纤的纤芯中,使得自聚焦光纤与传输光纤的连接损耗减小,同时由于自聚焦光纤本身的结构减小光线发散角,也降低连接损耗,使得折射率传感器的损耗小。
与他人合作实施,合作价格0.5万元以上。