[發(fā)明專利]一種基于Mach-Zehnder干涉的光纖微位移傳感器及其制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310323412.4
• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN103411542A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周駿;陳金平;張琪;束磊;姜濤
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G02B6/255;G02B6/25
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33226
• 代理人: 周玨

1.一種基于Mach-Zehnder干涉的光纖微位移傳感器，其特征在于由輸入單模光纖、第一微彎曲結(jié)構(gòu)光纖、傳導(dǎo)單模光纖、第二微彎曲結(jié)構(gòu)光纖和輸出單模光纖組成，光通過所述的輸入單模光纖的纖芯傳輸?shù)剿龅牡谝晃澢Y(jié)構(gòu)光纖中，光在所述的第一微彎曲結(jié)構(gòu)光纖中分成兩部分，一部分光保留在所述的第一微彎曲結(jié)構(gòu)光纖的纖芯中以纖芯基模傳播，另一部分光進(jìn)入所述的第一微彎曲結(jié)構(gòu)光纖的包層中以包層模傳播，所述的第一微彎曲結(jié)構(gòu)光纖輸出的以纖芯基模傳播的光經(jīng)過所述的傳導(dǎo)單模光纖的纖芯傳輸?shù)剿龅牡诙澢Y(jié)構(gòu)光纖的纖芯中，所述的第一微彎曲結(jié)構(gòu)光纖輸出的以包層模傳播的光經(jīng)過所述的傳導(dǎo)單模光纖的包層傳輸?shù)剿龅牡诙澢Y(jié)構(gòu)光纖的包層中，且部分以包層模傳播的光被耦合到所述的第二微彎曲結(jié)構(gòu)光纖的纖芯中并與所述的第二微彎曲結(jié)構(gòu)光纖的纖芯中以纖芯基模傳播的光形成干涉光，所述的第二微彎曲結(jié)構(gòu)光纖輸出的干涉光再經(jīng)所述的輸出單模光纖輸出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Mach-Zehnder干涉的光纖微位移傳感器，其特征在于所述的輸入單模光纖、所述的第一微彎曲結(jié)構(gòu)光纖、所述的傳導(dǎo)單模光纖、所述的第二微彎曲結(jié)構(gòu)光纖和所述的輸出單模光纖均為通信單模光纖或者細(xì)徑單模光纖或者單模光子晶體光纖。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于Mach-Zehnder干涉的光纖微位移傳感器，其特征在于所述的第一微彎曲結(jié)構(gòu)光纖的兩端所在平面之間的垂直距離和所述的第二微彎曲結(jié)構(gòu)光纖的兩端所在平面之間的垂直距離均為620～845μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于Mach-Zehnder干涉的光纖微位移傳感器，其特征在于所述的第一微彎曲結(jié)構(gòu)光纖和所述的第二微彎曲結(jié)構(gòu)光纖的徑向偏移量均為43～116μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于Mach-Zehnder干涉的光纖微位移傳感器，其特征在于所述的第一微彎曲結(jié)構(gòu)光纖和所述的第二微彎曲結(jié)構(gòu)光纖的徑向偏移的方向均為任意。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于Mach-Zehnder干涉的光纖微位移傳感器，其特征在于所述的傳導(dǎo)單模光纖的長度為1～20mm。

7.一種權(quán)利要求6所述的基于Mach-Zehnder干涉的光纖微位移傳感器的制作方法，其特征在于包括以下步驟：

①準(zhǔn)備兩根長至少為10cm的單模光纖，用光纖剝皮鉗分別剝?nèi)筛鶈文９饫w一端的涂覆層，被剝?nèi)サ耐扛矊娱L為2～4cm，用脫脂棉蘸取酒精后反復(fù)擦拭上述兩根單模光纖上已剝?nèi)ネ扛矊拥牟糠忠匀コ扛矊拥臍堄辔铮儆霉饫w切割刀分別切割上述兩根單模光纖被剝?nèi)ネ扛矊右欢说亩嗣妫沟枚嗣嫫秸?/p>

②將步驟①中處理過的兩根單模光纖被剝?nèi)ネ扛矊拥囊欢朔謩e放置在光纖熔接機(jī)里的兩個光纖夾具上并固定，然后采用光纖熔接機(jī)的自動熔接模式對兩根單模光纖被剝?nèi)ネ扛矊右欢说亩嗣孢M(jìn)行熔接；

③將光纖熔接機(jī)從自動熔接模式切換成手動熔接模式，向上或向下移動光纖熔接機(jī)里的其中一個光纖夾具，且向上或向下移動該光纖夾具的距離為30～130μm，然后啟動熔接放電程序，放電結(jié)束后，即形成第一微彎曲結(jié)構(gòu)光纖；

④將經(jīng)過步驟③處理后得到的帶有第一微彎曲結(jié)構(gòu)光纖的單模光纖從光纖熔接機(jī)中取出，然后用光纖切割刀切割，其切割端面與步驟③中制成的第一微彎曲結(jié)構(gòu)光纖靠近該切割端面的一端相距設(shè)定長度，該設(shè)定長度比待制備得到的光纖微位移傳感器中作為傳導(dǎo)單模光纖的一段單模光纖的預(yù)設(shè)長度大300～450μm；

⑤將步驟④所得到的兩段單模光纖的切割端再分別放置在光纖熔接機(jī)里的兩個光纖夾具上并固定，采用光纖熔接機(jī)的自動熔接模式對經(jīng)過步驟④得到的兩段單模光纖的切割端面進(jìn)行熔接；

⑥將光纖熔接機(jī)從自動熔接模式切換成手動熔接模式，向上或向下移動光纖熔接機(jī)里的其中一個光纖夾具，且向上或向下移動該光纖夾具的距離為30～130μm，然后啟動熔接放電程序，放電結(jié)束后，即形成第二微彎曲結(jié)構(gòu)光纖，至此制備得到光纖微位移傳感器；在此，第一微彎曲結(jié)構(gòu)光纖和第二微彎曲結(jié)構(gòu)光纖之間的一段單模光纖即為傳導(dǎo)單模光纖，與第一微彎曲結(jié)構(gòu)光纖的一端連接的包括剝?nèi)ネ扛矊雍臀磩內(nèi)ネ扛矊拥囊欢螁文９饫w為輸入單模光纖，與第二微彎曲結(jié)構(gòu)光纖的一端連接的包括剝?nèi)ネ扛矊雍臀磩內(nèi)ネ扛矊拥囊欢螁文９饫w為輸出單模光纖。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于Mach-Zehnder干涉的光纖微位移傳感器的制作方法，其特征在于所述的步驟④中待制備得到的光纖微位移傳感器中作為傳導(dǎo)單模光纖的一段單模光纖的預(yù)設(shè)長度為1～20mm。