[發(fā)明專利]一種雙芯光纖雙路表面等離子體共振傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810012772.5
• 申請日: 2018-01-06
• 公開（公告）號: CN108303399B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設計）人: 馬翔
• 申請（專利權）人: 浙江昌亮消防科技有限公司
• 主分類號: G01N21/552
• 分類號: G01N21/552
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務所(普通合伙) 11548
• 代理人: 劉備

本發(fā)明一種雙芯光纖雙路表面等離子體共振傳感器，能夠有效提高傳感效率、且通過一個SPR傳感器獲得兩路獨立的傳感光譜，同時可根據選擇獨立的完成單路傳感，解決了雙路測量時無法獲得兩路獨立傳感光譜的問題，拓展了雙路傳感時不同需求的選擇范圍，且實現了單路傳感器與雙路傳感器的結合。該傳感器由光源、單模光纖Ⅰ、光纖分束器、雙芯光纖、SPR傳感區(qū)Ⅰ、SPR傳感區(qū)Ⅱ、階躍光纖Ⅰ、光譜儀Ⅰ、階躍光纖Ⅱ和光譜儀Ⅱ組成。本發(fā)明能夠完成兩路SPR傳感，工作效率高，且能得到兩路獨立、互不干擾的傳感光譜；也可根據需求的不同，獨立完成一路SPR傳感，實現了單路傳感與雙路傳感的結合，拓展了光纖SPR傳感器的使用范圍。

技術領域

本發(fā)明涉及一種光纖傳感器，更具體的說是一種雙芯光纖雙路表面等離子體共振傳感器。

背景技術

光纖作為現代生活中一種重要的信息傳輸媒介，在人們的生活中起著舉足輕重的作用。由于其電絕緣性好、高溫高壓、耐氧化、可在易燃易爆、學性質穩(wěn)定、有毒等環(huán)境條件下能夠工作的優(yōu)點，已經在通信、監(jiān)測和生物醫(yī)學等研究領域得到了廣泛應用。

光纖表面等離子體共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)傳感器工作原理：通過傳感光譜可以感知外界環(huán)境的某一物理量的變化，物理量可以為溫度、液體折射率、壓力等，該技術在生物、醫(yī)學、傳感等領域的得到了廣泛應用。目前國內的光纖SPR傳感技術仍處于實驗室階段。SPR現象的影響因素包括SPR入射角度，金膜厚度等，本發(fā)明結合了在線傳輸式與終端反射式兩種SPR傳感器的基本類型。

現階段單路SPR傳感器比較常見，隨著社會的發(fā)展與進步，越老越多的場合有多路傳感的需求，多路SPR傳感器的發(fā)明研究勢在必行。級聯分布式SPR傳感器應運而生，在傳感裝置上串聯兩個SPR傳感區(qū)，在光譜儀上接收到兩個傳感區(qū)的傳感光譜，但此方法不易消除兩個傳感光譜間的干擾，且由于在同一光譜儀接受兩個傳感光譜，限制了傳感范圍，且光譜的共振波谷不宜分開，同時無法得到兩個獨立的傳感光譜。

發(fā)明內容

本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種雙芯光纖雙路表面等離子體共振傳感器，能夠有效提高傳感效率、且通過一個SPR傳感器獲得兩路獨立的傳感光譜，同時也可根據選擇實現單路傳感，解決了雙路測量時無法獲得兩路獨立傳感光譜的問題，且實現了單路傳感器與雙路傳感器的結合。

為解決上述技術問題，本發(fā)明一種雙芯光纖雙路表面等離子體共振傳感器由光源、單模光纖Ⅰ、光纖分束器、雙芯光纖、SPR傳感區(qū)Ⅰ、SPR傳感區(qū)Ⅱ、階躍光纖Ⅰ、光譜儀Ⅰ、階躍光纖Ⅱ和光譜儀Ⅱ組成；

光源為光譜寬度450nm—1100nm的超連續(xù)譜光源，用于產生SPR現象的激發(fā)光；光纖分束器將單模光纖Ⅰ的光分為兩束；SPR傳感區(qū)Ⅰ與SPR傳感區(qū)Ⅱ用于激發(fā)SPR現象，得到傳感光譜；階躍光纖Ⅰ與階躍光纖Ⅱ用于傳輸傳感光譜，階躍光纖Ⅰ包括纖芯Ⅲ，階躍光纖Ⅱ包括纖芯Ⅳ；光譜儀Ⅰ與光譜儀Ⅱ的光譜寬度為450nm—1100nm，用于接收傳感光譜；

光源的輸出端與單模光纖Ⅰ的輸入端連接，單模光纖Ⅰ的輸出端與光纖分束器的輸入端連接，光纖分束器包括單模光纖Ⅱ與單模光纖Ⅲ；雙芯光纖包括纖芯Ⅰ和纖芯Ⅱ，雙芯光纖中纖芯Ⅰ的輸入端接收單模光纖Ⅱ的光，雙芯光纖中纖芯Ⅱ的輸入端接收單模光纖Ⅲ的光；雙芯光纖中的纖芯Ⅰ的輸出端與纖芯Ⅳ的輸入端正對焊接，雙芯光纖中的纖芯Ⅱ輸出端的傳感光譜通過纖芯Ⅲ接收；階躍光纖Ⅱ的輸出端連接至光譜儀Ⅱ的輸入端，階躍光纖Ⅰ的輸出端連接至光譜儀Ⅰ的輸入端。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化，本發(fā)明一種雙芯光纖雙路表面等離子體共振傳感器所述的雙芯光纖由涂覆層、包層、纖芯Ⅰ和纖芯Ⅱ組成，纖芯Ⅰ和纖芯Ⅱ平行設置在包層內，包層外覆有涂覆層。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化，本發(fā)明一種雙芯光纖雙路表面等離子體共振傳感器所述的雙芯光纖的纖芯Ⅰ與纖芯Ⅱ的中心距離L2為110μm。