[實用新型]法拉第旋鏡結構單模?無芯?單模雙端錯位光纖測溫裝置

有效

• 申請號: 201720235736.6
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN206618509U
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 蘆恒;王芳;楊亞萍;劉玉芳
• 申請（專利權）人: 河南師范大學
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 新鄉市平原專利有限責任公司41107
• 代理人: 于兆惠

技術領域

本實用新型屬于光纖測溫傳感裝置技術領域，具體涉及一種法拉第旋鏡結構單模-無芯-單模雙端錯位光纖測溫裝置。

背景技術

目前基于干涉理論的光纖傳感器的研究已取得多項研究成果，但也存在許多亟待解決的問題。由于輸出信號會受到光纖傳輸損耗、接續損耗、光纖震動、多重外界環境等影響，將嚴重引起光信號衰減的無規律性。近幾年來，利用光纖測溫已經成了一種趨勢。越來越多的人設計出不同的光纖測溫方案，如干涉儀測溫、激光測溫和錯位光纖測溫等，但都或多或少存在一些不足之處，如系統復雜的制作工藝、較高的傳輸損耗、信噪比較低和較多的錯位熔接點等多重因素；另外，由于干涉的復雜性，傳感器探測到的信號很微弱，溫度靈敏度低，穩定性差，傳感器輸出的偏振狀態較差，所有這些導致成本增加且對溫度傳感系統的研究沒有保障。

發明內容

本實用新型為解決上述基于干涉理論對光纖溫度傳感系統研究的穩定性差、溫度靈敏度低、成本高和偏振狀態較差等問題，提供了一種法拉第旋鏡結構單模-無芯-單模雙端錯位光纖測溫裝置，該裝置通過無芯光纖雙錯位結構，干涉的光信號經法拉第旋鏡反射后經環形器產生特定激光的波長，然后通過分析不同溫度下相應的輸出激光波長來研究溫度傳感系統的性能，該裝置提高了傳感器輸出的靈敏度、穩定性和改善了偏振度的狀態。

本實用新型為解決上述技術問題采用如下技術方案，法拉第旋鏡結構單模-無芯-單模雙端錯位光纖測溫裝置，其特征在于包括1550nm激光器、環形器、第一單模光纖、第二單模光纖、無芯光纖、容器、第三單模光纖、第四單模光纖、法拉第旋鏡和光譜分析儀，其中第一單模光纖與第二單模光纖錯位熔接，第一單模光纖的另一端與環形器的藍色端口相連接，環形器的紅色端口通過單模光纖與1550nm激光器相連接，環形器的白色端口通過單模光纖與光譜分析儀相連接，無芯光纖熔接于第二單模光纖和第三單模光纖之間，該無芯光纖設置于盛放待測溶液的容器中并且無芯光纖的兩端密封橫穿容器后分別與第二單模光纖和第三單模光纖熔接，第三單模光纖與第四單模光纖錯位熔接，第四單模光纖的另一端與法拉第旋鏡相連接。

進一步優選，所述的第一單模光纖、第二單模光纖、第三單模光纖和第四單模光纖的直徑均為125μm，其芯層和包層的直徑分別為9.2μm和125μm，所述的無芯光纖的直徑為125μm。

進一步優選，所述的第一單模光纖與第二單模光纖的錯位量為3mm，第三單模光纖與第四單模光纖的錯位量為3mm。

本實用新型與現有技術相比具有以下有益效果：

1、本實用新型提出的是一種基于法拉第旋鏡結構單模-無芯雙端錯位光纖溫度傳感器，其有效改善了不穩定、偏振狀態差和溫度靈敏度低的問題；

2、法拉第旋鏡結構最大干擾幅值可達到近10dB，這明顯高于沒有法拉第旋鏡的單一干擾；

3、在40-80℃范圍內，傳感器的溫度靈敏度約為0.99047nm/℃，相關系數約為0.99502，溫度靈敏度增加了一個數量級；

4、本實用新型結構簡單，成本較低，實用性強，有望在溫度傳感領域得到廣泛應用。

附圖說明

圖1是本實用新型的光路連接圖。

圖中：1、1550nm激光器，2、環形器，3、第一單模光纖，4、第二單模光纖，5、無芯光纖，6、容器，7、第三單模光纖，8、第四單模光纖，9、法拉第旋鏡，10、光譜分析儀。

具體實施方式

結合附圖詳細描述本實用新型的具體內容。法拉第旋鏡結構單模-無芯-單模雙端錯位光纖測溫裝置，包括1550nm激光器1、環形器2、第一單模光纖3、第二單模光纖4、無芯光纖5、容器6、第三單模光纖7、第四單模光纖8、法拉第旋鏡9和光譜分析儀10，其中第一單模光纖3與第二單模光纖4錯位熔接，第一單模光纖3的另一端與環形器2的藍色端口相連接，環形器2的紅色端口通過單模光纖與1550nm激光器1相連接，環形器2的白色端口通過單模光纖與光譜分析儀10相連接，無芯光纖5熔接于第二單模光纖4和第三單模光纖7之間，該無芯光纖5設置于盛放待測溶液的容器6中并且無芯光纖5的兩端密封橫穿容器6后分別與第二單模光纖4和第三單模光纖7熔接，第三單模光纖7與第四單模光纖8錯位熔接，第四單模光纖8的另一端與法拉第旋鏡9相連接。