基于錯位光纖環(huán)形腔的測溫裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于錯位光纖環(huán)形腔的測溫裝置，包括寬帶光源、光纖耦合器、光纖環(huán)形腔、錯位光纖和光譜儀，其中寬帶光源通過光纖與光纖耦合器相連，光纖耦合器與光纖環(huán)形腔相連，該光纖環(huán)形腔的光纖上連接有錯位光纖，光纖耦合器通過光纖與光譜儀相連。本實用新型將錯位光纖接入光纖環(huán)形腔，通過錯位光纖對溫度的響應來改變寬帶光源的干涉譜,通過寬帶光源干涉譜的變化能準確的實現(xiàn)溫度的測量，測量精度高，設計簡單且成本低廉。
【專利說明】
基于錯位光纖環(huán)形腔的測溫裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于測溫裝置技術領域，具體涉及一種基于錯位光纖環(huán)形腔的測溫裝置。
【背景技術】
[0002]光纖溫度傳感器在化工、生物醫(yī)學等眾多領域受到人們越來越多的關注。近幾年來，利用光纖測溫也成為一種趨勢，人們設計了許多不同的光纖測溫方案，如激光測溫、干涉儀測溫等。有研究利用多模、單模和一個單模錐型光纖構成一個馬赫澤德干涉儀，可以實現(xiàn)溫度的測量，然而錐型光纖在實驗中很容易受到外界因素擾動，影響實驗結果;也有采用由錯位光纖和布拉格光柵組成的傳感頭，將錯位光纖作為馬赫-澤德干涉儀，用來測量液體折射率，同時利用布拉格光柵來測量溫度，雖然實現(xiàn)了雙測量，但實驗是兩束光分別通過錯位光纖和光纖光柵，然后再通過耦合器輸出，那么在實驗中就會存在光串擾的問題;還有研究表明通過單模光纖-布拉格光柵-多模光纖-單模光纖結構可以實現(xiàn)溫度和應力的測量，但是從多模光纖到單模光纖耦合時，衰減較大，信噪比不高。

【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型解決的技術問題是提供了一種設計簡單、成本低廉且測溫精度高的基于錯位光纖環(huán)形腔的測溫裝置。
[0004]本實用新型為解決上述技術問題采用如下技術方案，基于錯位光纖環(huán)形腔的測溫裝置，其特征在于包括寬帶光源、光纖耦合器、光纖環(huán)形腔、錯位光纖和光譜儀，其中寬帶光源通過光纖與光纖耦合器相連，光纖耦合器與光纖環(huán)形腔相連，該光纖環(huán)形腔的光纖上連接有錯位光纖，光纖耦合器通過光纖與光譜儀相連。
[0005]進一步優(yōu)選，所述的光纖耦合器采用百分比為99:1的光纖耦合器。
[0006]本實用新型將錯位光纖接入光纖環(huán)形腔，通過錯位光纖對溫度的響應來改變寬帶光源的干涉譜.通過寬帶光源干涉譜的變化能準確的實現(xiàn)溫度的測量。該裝置操作簡單，具有很高信噪比、穩(wěn)定性好等特點，可望在光纖溫度傳感領域得到實際應用。
【附圖說明】
[0007]圖1是本實用新型的光路連接圖。
[0008]圖中:1、寬帶光源，2、光纖耦合器，3、光纖環(huán)形腔，4、錯位光纖，5、光譜儀。
【具體實施方式】
[0009]結合附圖詳細描述本實用新型的具體內容。如圖1所示，基于錯位光纖環(huán)形腔的測溫裝置，包括寬帶光源1、光纖耦合器2、光纖環(huán)形腔3、錯位光纖4和光譜儀5，其中寬帶光源I通過光纖與光纖耦合器2相連，光纖環(huán)形腔3與光纖耦合器2相連，該光纖環(huán)形腔3的光纖上連有錯位光纖4，最后光纖耦合器2通過光纖與光譜儀5相連。
[0010]本實用新型基于單模光纖錯位熔接來分析模間干涉的傳感特性，當兩根光纖連接存在錯位量熔接時，就會影響光在光纖中的傳輸模式，使得在纖芯中傳輸?shù)哪Ｊ皆诮涌谔幱幸徊糠謺詈线M包層，沿著包層傳輸，一部分繼續(xù)沿著纖芯傳輸，由于纖芯模與包層模的有效折射率不同，所以纖芯模與包層模在傳輸過程中產生光程差，從而形成干涉。當光纖環(huán)形腔上錯位光纖受到溫度激勵，通過光纖耦合器后的輸出光源經過光纖連到光譜儀上，所得到的光源的干涉譜也發(fā)生相應變化，由于環(huán)形腔的無限沖擊循環(huán)響應，光譜儀上的干涉譜也能夠準確隨著錯位光纖受到的溫度激勵而變化，從而實現(xiàn)對溫度的準確測量。
[0011]本實用新型的原理基于錯位光纖環(huán)形腔響應機理，當光纖環(huán)形腔上的錯位光纖受到溫度的感應，通過光纖環(huán)形腔內光源產生的干涉也發(fā)生變化，光譜儀上觀察到的干涉譜也隨之變化。首先，由寬帶光源提供一束光源，進入到光纖耦合器中，光纖耦合器采用百分比為99:1的光纖耦合器，光源經過光纖耦合器進入光纖環(huán)形腔進行循環(huán);其次，由于錯位光纖會影響光在光纖中的傳輸模式，使得光在纖芯中傳輸時有一部分會耦合進包層，沿著包層傳輸，一部分繼續(xù)沿著纖芯傳輸，纖芯模與包層模的有效折射率不同，從而形成干涉，當光纖環(huán)形腔上錯位光纖受到溫度激勵，環(huán)形腔內的光通過光纖耦合器后經過光纖連到光譜儀上，在光譜儀上觀測的干涉譜也發(fā)生相應變化;最后，由于環(huán)形腔的無限沖擊循環(huán)響應，光譜儀上的干涉譜能夠準確隨著錯位光纖受到的溫度變化而變化，通過對比光譜儀上干涉譜的變化和錯位光纖受到的不同溫度就可以實現(xiàn)準確的測溫效果。
[0012]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型的范圍。
【主權項】
1.基于錯位光纖環(huán)形腔的測溫裝置，其特征在于包括寬帶光源、光纖耦合器、光纖環(huán)形腔、錯位光纖和光譜儀，其中寬帶光源通過光纖與光纖耦合器相連，光纖耦合器與光纖環(huán)形腔相連，該光纖環(huán)形腔的光纖上連接有錯位光纖，光纖耦合器通過光纖與光譜儀相連。2.根據(jù)權利要求1所述的基于錯位光纖環(huán)形腔的測溫裝置，其特征在于:所述的光纖耦合器采用百分比為99:1的光纖耦合器。
【文檔編號】G01K11/32GK205449323SQ201620149643
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年2月29日
【發(fā)明人】王旭, 李小康, 張豪杰, 陳龍飛, 溫泉, 王芳
【申請人】河南師范大學