[發(fā)明專利]一種基于Sagnac環(huán)與FP腔并聯(lián)的示波器探測溫度傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710982658.0
• 申請(qǐng)日: 2017-10-20
• 公開（公告）號(hào): CN107817062B
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李林軍;楊玉強(qiáng);楊曦凝;白云峰;謝文強(qiáng);周龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黑龍江工程學(xué)院
• 主分類號(hào): G01K11/32
• 分類號(hào): G01K11/32
• 代理公司: 北京科家知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11427
• 代理人: 陳娟

本發(fā)明涉及一種基于Sagnac環(huán)與FP腔并聯(lián)的示波器探測溫度傳感器，包括：第一耦合器，隔離器，第二耦合器，F(xiàn)P腔，衰減器，第三耦合器，Sagnac環(huán)，第四耦合器，平頂光柵；第一耦合器與隔離器、第二耦合器第一入口相連，第二耦合器第一出口部分與FP腔入口相連，一部分通過衰減器、第三耦合器與Sagnac環(huán)相連，第二耦合器第二入口一部分與FP腔出口相連，一部分與衰減器相連，第二耦合器的第二出口與第四耦合器的第一入口相連，第四耦合器的第一出口與平頂光柵的入口相連，平頂光柵的出口與第四耦合器的第二入口相連，第四耦合器的第二出口與光電探測器和示波器相連。利用游標(biāo)效應(yīng)，基于Sagnac環(huán)與FP腔并聯(lián)結(jié)構(gòu)溫度傳感器比單個(gè)Sagnac環(huán)結(jié)構(gòu)的溫度傳感器靈敏度提高幾十倍。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種示波器探測溫度傳感器，特別涉及一種基于Sagnac環(huán)與FP腔并聯(lián)的示波器探測溫度傳感器。

背景技術(shù)

目前基于光纖光柵的溫度傳感器靈敏度太低，僅為約10pm/℃，基于長周期光柵的溫度傳感器靈敏度相對(duì)較高，但存在對(duì)彎曲和外部材料交叉敏感的問題，基于光纖馬赫-曾德干涉儀或光纖邁克爾遜干涉儀的溫度傳感器對(duì)外界振動(dòng)交叉敏感，盡管相比于以上溫度傳感器，基于單個(gè)Sagnac環(huán)干涉的溫度傳感器具有更強(qiáng)的抗外界干擾的能力，但是通常情況下其靈敏度僅有約1nm/℃。因此，研制一種靈敏度較高的光纖傳感器成為本領(lǐng)域迫切解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決目前光纖傳感器靈敏度不高的技術(shù)問題，開發(fā)了一種基于Sagnac環(huán)與FP腔并聯(lián)的示波器探測溫度傳感器。

具體的，本發(fā)明涉及一種基于Sagnac環(huán)與FP腔并聯(lián)的示波器探測溫度傳感器，包括：

第一耦合器，隔離器，第二耦合器，F(xiàn)P腔，衰減器，第三耦合器，Sagnac環(huán)，第四耦合器，平頂光柵；所述第一耦合器，隔離器，第二耦合器，F(xiàn)P腔，衰減器，第三耦合器，Sagnac環(huán)，第四耦合器，平頂光柵通過單模光纖連接；

所述第一耦合器與所述隔離器相連，所述隔離器與所述第二耦合器第一入口相連，所述第二耦合器第一出口既與FP腔入口相連，又與衰減器入口相連，所述第二耦合器第二入口既與所述FP腔出口相連，又與衰減器出口相連，所述衰減器通過所述第三耦合器與所述Sagnac環(huán)相連，所述第二耦合器的第二出口與第四耦合器的第一入口相連，所述第四耦合器的第一出口與所述平頂光柵的入口相連，所述平頂光柵的出口與所述第四耦合器的第二入口相連，所述第四耦合器的第二出口與光電探測器和示波器相連。

進(jìn)一步的，所述Sagnac環(huán)內(nèi)包含一段長度為0.1-2米的雙孔光纖，所述雙孔光纖兩端與所述單模光纖熔接；所述雙孔光纖包含纖芯和兩個(gè)相對(duì)于所述纖芯對(duì)稱分布的空氣孔，兩個(gè)所述空氣孔內(nèi)填充酒精。

進(jìn)一步的，所述雙孔光纖與單模光纖的直徑均為110-140微米，所述雙孔光纖的兩個(gè)空氣孔的直徑均為10-30微米，兩孔間隔40-60微米。

進(jìn)一步的，所述雙孔光纖的長度為1米，其與單模光纖的直徑均為125微米，所述雙孔光纖的兩個(gè)空氣孔的直徑均為20微米，兩孔間隔50微米。

進(jìn)一步的，F(xiàn)P腔為石英管兩端熔接所述單模光纖，所述石英管長度為100-500微米，所述石英管外徑與所述單模光纖直徑均為110-140微米，所述石英管內(nèi)徑為20-80微米。

進(jìn)一步的，所述石英管長度為300微米，所述石英管外徑與所述單模光纖直徑均為125微米，所述石英管內(nèi)徑為60微米。

進(jìn)一步的，所述FP腔干涉譜為：

其中，I_FP為FP腔干涉譜光強(qiáng)，I₁和I₂分別為FP腔反射面1和反射面2的反射光強(qiáng)，d為FP腔的長度，n為FP腔內(nèi)空氣折射率，λ為入射光的波長，F(xiàn)P腔的自由光譜范圍FSR_FP為