[發明專利]一種基于隨機反饋的外腔型光纖激光傳感器

有效

• 申請號: 201410776912.8
• 申請日: 2014-12-17
• 公開（公告）號: CN104501843A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 張偉利;馬瑞;李世委;朱葉雨;饒云江
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01D5/26
• 分類號: G01D5/26
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 楊保剛

1.一種基于隨機反饋的外腔型光纖激光傳感器，所述外腔型光纖激光傳感器包括泵浦光源、激光耦合器件、填充型特種光纖、外腔結構和頻譜-模場分析器件，其特征在于，所述外腔結構由十字形空芯玻璃管構成，所述十字形空芯玻璃管嵌套在所述填充型特種光纖上，所述空芯玻璃管和所述填充型特種光纖的接口處采用光學膠進行粘合密封，以構成隨機光纖激光的諧振腔體；所述十字形空芯玻璃管包括上孔洞和下孔洞，待測樣品通過所述上孔洞進入所述諧振腔中，從所述下孔洞流出，以保證所述諧振腔內的正常壓強；所述泵浦光源產生光波，所述激光耦合器件將所述光波耦合進入所述填充型特種光纖，以激發隨機激光；所述諧振腔體的輸出光波耦合進入所述頻譜-模場分析器件，以進行頻譜和模場信息分析。

2.根據權利要求1所述的基于隨機反饋的外腔型光纖激光傳感器，其特征在于，所述十字形空芯玻璃管的內徑大于所述填充型特種光纖。

3.根據權利要求1所述的基于隨機反饋的外腔型光纖激光傳感器，其特征在于，所述填充型光纖的包層部分由毛細管或光子晶體光纖組成，所述填充型光纖的纖芯部分可充入填充材料；所述填充材料由填充基質、增益介質和散射體混合而成。

4.根據權利要求3所述的基于隨機反饋的外腔型光纖激光傳感器，其特征在于，所述填充基質為可固化的且折射率大于包層材料的液體紫外固化膠或硅樹脂。

5.根據權利要求3或4所述的基于隨機反饋的外腔型光纖激光傳感器，其特征在于，所述增益介質為若丹明6或NaYF₄：Yb，Er。

6.根據權利要求3或4或5所述的基于隨機反饋的外腔型光纖激光傳感器，其特征在于，所述散射體為二氧化鈦或納米銀顆粒。

7.根據權利要求3所述的基于隨機反饋的外腔型光纖傳感器，其特征是：所述增益介質為量子點、半導體材料。

8.一種制備權利要求1或2或3或4或7所述的外腔型光纖激光傳感器的方法，其特征在于，所述方法包括：

對光纖纖芯進行光照或加熱，以固化所述光纖纖芯的填充材料，形成所述填充型特種光纖；

對所述填充型特種光纖進行打磨或熔融拉錐形成錐形結構，以在所述錐型結構區形成倏逝場；

將十字形空芯玻璃管嵌套在所述填充型特種光纖上，控制所述錐形結構恰好位于所述兩個十字形孔洞處；

將所述十字形空芯玻璃管和所述填充型特種光纖的連接處用光學膠進行粘合密封，構成所述外腔型光纖激光傳感器。

9.根據權利要求8所述的制備外腔型光纖激光傳感器的方法，其特征在于，所述方法還包括：

將增益介質和散射粒子混合入可固化的、具有高折射率特性的紫外膠或者聚合物材料中，然后將混合物填充到空芯毛細管，以構成所述光纖纖芯。