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一种光纤弯曲传感器

成果类型:: 实用新型专利

发布时间: 2022-12-09 12:23:29

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 博士科技 | 2022-12-09 12:23:29

本实用新型公开一种光纤弯曲传感器,包括传输光纤、微透镜光纤、微细管及反射光纤,传输光纤一端与待测试系统相连接,另一端与微透镜光纤一端相连接,微透镜光纤另一端与微细管一端相连接,微细管另一端与反射光纤相连接,传输光纤、微透镜光纤、微细管及反射光纤具有相同同轴度,微透镜光纤和微细管的界面平行,以形成法布里‑珀罗腔,微细管的界面和反射光纤的界面平行,微透镜光纤将光束进行光束准直操作,并射入至微细管,光束从微细管射入反射光纤,并从反射光纤反射回微细管,在法布里‑珀罗腔内进行光束干涉,使得制备的法布里‑珀罗腔具有较高的对比度,由此制备的光纤弯曲传感器的灵敏度高,测量准确。

本实用新型涉及光纤技术领域,尤其涉及一种光纤弯曲传感器。本实用新型的主要目的在于提供一种光纤弯曲传感器,旨在解决现有的光纤弯曲传感器存在的测量的灵敏度低,测量不准确的技术问题。

随着科技的发展,为了解决各个领域的不同需求,各种光纤弯曲传感器被研制出来。光纤弯曲传感器有众多优点,如体积小、易于集成、耐高温能力强、抗电磁干扰能力强、不受环境尘埃影响、响应线性、灵敏度高等,被应用于多种领域:大型建筑的健康状态以及安全预警、航空航天飞行器的受力结构在飞行状态下实时感知形变弯曲、自动化工业中的智能机械臂的运动方向感知、生物医疗中的人体组织结构内部探测时需要实时感知探测头的运动状态等。

但是现有的测量弯曲的光纤弯曲传感器,主要有长周期光纤光栅、经过腐蚀的布拉格光纤光栅和光纤法布里-珀罗干涉仪,其中,长周期光纤光栅在外界折射率和温度变化时会受到干扰,影响长周期光纤光栅的灵敏度;经过腐蚀的布拉格光纤光栅也能用于弯曲传感,但是其坚固强度大大下降,更容易受到破坏,微弯范围灵敏度不高;光纤法布里-珀罗干涉仪直接用于测量弯曲,其对比度过低会影响灵敏度,波长解调的情况下会影响解调精度,光纤法布里-珀罗干涉仪的谐振腔介质是空气,对比度会随着腔长增加而急剧减小,因为单模光纤的出射角较大,腔长增加,大部分能量经过第二个反射面后,并不能耦合回单模光纤中,使得对比度随着腔长增加急剧下降,导致灵敏度不高。

因此,现有的光纤弯曲传感器主要存在着测量的灵敏度低,测量不准确的技术问题。

本实用新型的主要目的在于提供一种光纤弯曲传感器,旨在解决现有的光纤弯曲传感器存在的测量的灵敏度低,测量不准确的技术问题。

1、发明人:徐锡镇, 何俊, 王义平, 侯茂祥2、第一发明人简介: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。

本实用新型提供一种光纤弯曲传感器,光纤弯曲传感器包括:传输光纤、微透镜光纤、微细管及反射光纤,传输光纤的一端与待测试系统相连接,传输光纤的另一端与微透镜光纤的一端相连接,微透镜光纤的另一端与微细管的一端相连接,微细管的另一端与反射光纤相连接,传输光纤、微透镜光纤、微细管及反射光纤具有相同的同轴度,微透镜光纤的界面和微细管的界面相平行,以形成法布里-珀罗腔,微细管的界面和反射光纤的界面相平行,待测试系统发出光束至微透镜光纤,待测试系统发出光束至传输光纤,并通过传输光纤入射至微透镜光纤,微透镜光纤用于将光束进行光束准直操作,并射入微细管,光束从微细管射入反射光纤,并从反射光纤反射回微细管,在法布里-珀罗腔内进行光束干涉。与现有技术相比,因为制备的光纤弯曲传感器中的,传输光纤、微透镜光纤、微细管及反射光纤具有相同的同轴度,且微透镜光纤的界面和微细管的界面相平行,微细管的界面和反射光纤的界面相平行,使得制备的法布里-珀罗腔具有较高的对比度,由此制备的光纤弯曲传感器的灵敏度高,测量更加准确。

与他人合作开发,合作价格0.5万元以上。