一種基于邊孔單模光纖的應(yīng)力長周期光纖光柵液體折射率傳感器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)屬于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于邊孔單模光纖的應(yīng)力長周期光纖光柵液體折射率傳感器。一段邊孔單模光纖置于兩片周期性壓力槽中，向周期性壓力槽施加壓力得到應(yīng)力長周期光纖光柵。當(dāng)液體通過裸光纖適配器灌入應(yīng)力長周期光纖光柵的邊孔，改變長周期光纖光柵包層的有效折射率，隨著灌入液體外界折射率的變化，長周期光柵的耦合諧振峰中心波長產(chǎn)生相應(yīng)的移動(dòng)。通過光譜儀監(jiān)測長周期光纖光柵諧振峰產(chǎn)生的漂移量，就可以解調(diào)出相應(yīng)的液體折射率信息。本發(fā)明專利技術(shù)采用在包層的邊孔中灌入待測液體，靈敏度更高，可實(shí)現(xiàn)一次性傳感測量，在需要高靈敏度生物傳感領(lǐng)域中有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?br />

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)專利屬于光纖傳感
，具體涉及一種基于邊孔單模光纖的應(yīng)力長周期光纖光柵液體折射率傳感器。
技術(shù)介紹
在現(xiàn)代信息社會(huì)中，傳感器是獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中準(zhǔn)確信息的主要途徑與手段。以壓電式，電磁式以及半導(dǎo)體式為代表的傳統(tǒng)傳感器以其原理簡單、測量準(zhǔn)確度高、成本低等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。但在強(qiáng)電磁干擾或易燃易爆場合下，基于電信號(hào)測量的傳統(tǒng)傳感器難以進(jìn)行有效檢測，因此傳統(tǒng)的傳感器已無法滿足現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要。與傳統(tǒng)的傳感器相比光纖傳感器具有耐腐蝕、抗電磁干擾、適于易燃易爆環(huán)境下使用等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)力長周期光纖光柵是利用周期性壓力槽對單模光纖軸向施壓，使光纖沿軸向發(fā)生周期性的物理微彎形變，形成長周期光纖光柵。此種方法與傳統(tǒng)的長周期光纖光柵的制作方法相比，具有制作簡單，成本低廉。同時(shí)采用在包層的邊孔中灌入待測液體，靈敏度更高，可實(shí)現(xiàn)一次性傳感測量，在需要高靈敏度生物傳感領(lǐng)域中有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?br>技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本專利技術(shù)專利的目的在于提供一種基于邊孔單模光纖的應(yīng)力長周期光纖光柵液體折射率傳感器技術(shù)方案。所述的一種基于邊孔單模光纖的應(yīng)力長周期光纖光柵液體折射率傳感器，其特征在于包括寬帶光源、光譜儀、兩個(gè)裸光纖適配器、邊孔單模光纖、周期性壓力槽，所述的第一裸光纖適配器的一端連接寬帶光源，另一端與邊孔單模光纖一端連接，邊孔單模光纖另一端與第二裸光纖適配器一個(gè)端口連接，第二裸光纖適配器另一端連接光譜儀，所述的邊孔單模光纖一段放置于兩片周期性壓力槽中，向周期性壓力槽施加壓力從而在邊孔單模光纖上得到應(yīng)力長周期光纖光柵。所述的一種基于邊孔單模光纖的應(yīng)力長周期光纖光柵液體折射率傳感器，其特征在于邊孔單模光纖中的一段置于兩塊周期性壓力槽之間，通過向周期性壓力槽施加壓力，在邊孔單模光纖上得到應(yīng)力長周期光纖光柵。所述一種基于邊孔單模光纖的應(yīng)力長周期光纖光柵液體折射率傳感器，其特征在于壓力長周期光纖光柵的邊孔單模光纖兩端分別與兩個(gè)裸光纖適配器連接，形成開放性液體折射率測量結(jié)構(gòu)。所述一種基于邊孔單模光纖的應(yīng)力長周期光纖光柵液體折射率傳感器，其特征在于壓力長周期光纖光柵的邊孔單模光纖兩個(gè)小孔位于光纖包層中，在孔中可實(shí)時(shí)灌入待測量液體。本專利技術(shù)專利的優(yōu)點(diǎn)在于采用周期性壓力槽對邊孔單模光纖施加壓力得到長周期光纖光柵，制作簡單，成本低廉，通過改變壓力槽的周期可以得到不同參數(shù)結(jié)構(gòu)的長周期光纖光柵；另外，本裝置所用光纖為邊孔單模光纖，當(dāng)液體進(jìn)入單模光纖的邊孔中，與常規(guī)的長周期液體折射率傳感器相比，包層有效折射率改變更靈敏，因此可以獲得更高的液體折射測量結(jié)果，該傳感器裝置結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，成本低，制作簡單，靈敏度高，可廣泛應(yīng)用于各種高靈敏度生物學(xué)傳感中。附圖說明圖1是本專利技術(shù)專利結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本專利技術(shù)專利制作應(yīng)力長周期光纖光柵所需的周期性壓力槽的端面示意圖。圖3是本專利技術(shù)專利邊孔單模光纖的端面示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合說明書附圖對本專利技術(shù)專利做進(jìn)一步說明。 如圖1所示，一種基于邊孔單模光纖的應(yīng)力長周期光纖光柵液體折射率傳感器，包括寬帶光源1、兩個(gè)裸光纖適配器2、3、周期性壓力槽4、邊孔單模光纖5、光譜儀6，所述的第一裸光纖適配器2的一端連接寬帶光源1，第一裸光纖適配器2另一端與邊孔單模光纖5 —端連接，邊孔單模光纖5另一端與第二裸光纖適配器3 —端連接，第二裸光纖適配器3另一端連接光譜儀6，將邊孔單模光纖5的一段放置于兩片周期性壓力槽4中，向周期性壓力槽4施加壓力從而在邊孔單模光纖5上得到應(yīng)力長周期光纖光柵。當(dāng)寬帶光源I發(fā)出的光經(jīng)過應(yīng)力長周期光纖光柵后在光譜儀6輸出端口輸出應(yīng)力長周期光纖光柵透射譜圖。本專利技術(shù)專利的工作方式為寬帶光源發(fā)出的光經(jīng)裸光纖適配器進(jìn)入邊孔單模光纖，在邊孔單模光纖中傳播后再經(jīng)裸光纖適配器輸出至光譜儀。單模邊孔光纖經(jīng)周期性壓力槽壓制，其沿軸向發(fā)生周期性的物理微彎形變，因光彈效應(yīng)使光纖折射率也發(fā)生周期性的改變，從而形成應(yīng)力長周期光柵。當(dāng)液體通過裸光纖適配器灌入應(yīng)力長周期光纖光柵的邊孔，改變長周期光纖光柵包層的有效折射率，從而改變長周期光纖光柵中的傳輸模式，這些導(dǎo)致包層模和導(dǎo)模之間耦合的系數(shù)和相位匹配波長的改變，最終通過透射譜中吸收峰強(qiáng)度和中心波長的改變表現(xiàn)出來。隨著灌入液體外界折射率的變化，長周期光柵的耦合諧振峰中心波長產(chǎn)生相應(yīng)的移動(dòng)。通過光譜儀監(jiān)測長周期光纖光柵諧振峰產(chǎn)生的漂移量，就可以解調(diào)出相應(yīng)的液體折射率信息。本專利技術(shù)專利能夠?qū)崿F(xiàn)高靈敏度測量的關(guān)鍵技術(shù)為利用周期性壓力槽對邊孔單模光纖施加應(yīng)力制作得到長周期光纖光柵，制作簡單，加工成本低廉；同時(shí)通過裸光纖適配器在光纖邊孔中實(shí)時(shí)灌入液體，由于邊孔在光纖的包層中，與傳統(tǒng)的液體處在光纖包層表面相比，液體折射率變化能更加靈敏的改變長周期光纖光柵包層有效折射率，通過檢測長周期光纖光柵諧振峰的漂移量，可以得到液體的折射率。本實(shí)施例中,選用的邊孔單模光纖纖芯直徑為標(biāo)準(zhǔn)單模光纖，包層直徑125 ii m,包層中有兩個(gè)對稱的邊孔，孔的直徑在30-50 u m。周期性壓力槽周期為0. 3-0. 6mm,槽深約為0.3mmo本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于邊孔單模光纖的應(yīng)力長周期光纖光柵液體折射率傳感器，其特征在于包括寬帶光源(1)、兩個(gè)裸光纖適配器(2、3)、周期性壓力槽(4)、邊孔單模光纖(5)、光譜儀(6)，所述的第一裸光纖適配器(2)的一端連接寬帶光源(1)，第一裸光纖適配器(2)另一端與邊孔單模光纖(5)一端連接，邊孔單模光纖(5)另一端與第二裸光纖適配器(3)一端連接，第二裸光纖適配器(3)另一端連接光譜儀(6)，將邊孔單模光纖(5)的一段放置于兩片周期性壓力槽(4)中，向周期性壓力槽(4)施加壓力從而在邊孔單模光纖(5)上得到應(yīng)力長周期光纖光柵。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于邊孔單模光纖的應(yīng)力長周期光纖光柵液體折射率傳感器，其特征在于包括寬帶光源(1)、兩個(gè)裸光纖適配器(2、3)、周期性壓力槽(4)、邊孔單模光纖(5)、光譜儀(6)，所述的第一裸光纖適配器(2)的一端連接寬帶光源(I)，第一裸光纖適配器(2)另一端與邊孔單模光纖(5) —端連接，邊孔單模光纖(5)另一端與第二裸光纖適配器(3) —端連接，第二裸光纖適配器(3)另一端連接光譜儀￠)，將邊孔單模光纖(5)的一段放置于兩片周期性壓力槽(4)中，向周期性壓力槽(4)施加壓力從而在邊孔單模光纖(5)上得到應(yīng)力長周期光纖光柵。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于邊孔...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：唐學(xué)敏，金永興，田鵬飛，朱冰倩，
申請(專利權(quán))人：中國計(jì)量學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：