[實用新型]一種基于缺陷芯光子晶體光纖的高溫傳感器

有效

• 申請號: 201822082209.3
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN209148176U
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 王穎;葉炯明;劉威;高紅強;段細云;李薇
• 申請（專利權）人: 武漢理工光科股份有限公司
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 許美紅

本實用新型公開了一種基于缺陷芯光子晶體光纖的高溫傳感器，該高溫傳感器包含缺陷芯光子晶體光纖、單模光纖和石英套管；所述缺陷芯光子晶體光纖與所述單模光纖熔接，形成光纖法布里?珀羅干涉型的傳感器頭；所述傳感器頭放置于所述石英套管內部,該石英套管靠近所述缺陷芯光子晶體光纖的一端封閉，石英套管靠近單模光纖的端口安裝支撐柱，該支撐柱的一端延伸至所述石英套管的外部，且該支撐柱與所述石英套管之間通過高溫膠固定。本實用新型基于缺陷芯光子晶體光纖的高溫傳感器是一種結構簡單，測量靈敏度高的高溫光纖傳感器。

技術領域

本實用新型涉及光纖傳感技術領域，尤其涉及一種基于光纖缺陷芯光子晶體光纖的溫度傳感器。

背景技術

光子晶體光纖(Photonic Crystal Fibers,PCF)具有新穎的導光機理，表現出不同于傳統光纖的獨特性能，如無截止單模傳輸、色散可調、高非線性和高雙折射性等，為光纖傳感技術提供新的選擇。與普通單模光纖相比，光子晶體光纖與光器件空間耦合時損耗較小，具有高光功率傳輸特性，易產生超連續譜，材料純度較高等優點，使得光子晶體光纖傳感技術和器件研究成為熱點。利用光子晶體光纖結構與性能之間的關系，制作成不同類型的光纖傳感器，可以應用于溫度、應力、濕度、振動等參數的測量中。

溫度傳感器的應用廣泛，常見的傳感器有光纖光柵傳感器、藍寶石光纖傳感器、熱電偶和紅外線溫度計等。然而，在高溫測量中這些方法都有一些缺點。例如，熱電偶絲容易在腐蝕性氣氛中腐蝕，使用壽命短，成本較高。紅外溫度計的測量結果受環境輻射的影響因素較多，易受測量距離和氣體成分影響，擴增檢測誤差。再生光柵傳感器通過光纖纖芯摻B/Ge可測量600～1000℃的高溫，但是，再生光柵的工作范圍與在纖芯中摻雜成分和濃度密切相關，并且當溫度超出了摻雜纖芯玻璃的軟化溫度時再生光柵可能被擦除?；谒{寶石光纖黑體腔，可以實現高達1880℃的高溫測量，然而，藍寶石光纖的加工及其與普通光纖的耦合要比硅玻璃光纖傳感器困難得多且價格昂貴。

隨著工業的不斷發展，高溫傳感器的需求不斷增大，對于高溫傳感器而言，研究者所期望的是更高的溫度測量上限與靈敏度。與光纖光柵溫度傳感器相比，采用高純的石英材料及新型傳感器結構可以有效提高傳感器的高溫測量性能。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題在于針對現有技術中高溫光柵傳感器再生光柵易被擦除及成本高昂的缺陷，提供一種結構簡單、測量靈敏度高的基于光纖缺陷芯光子晶體光纖的高溫傳感器。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

提供一種基于缺陷芯光子晶體光纖的高溫傳感器，該高溫傳感器包含缺陷芯光子晶體光纖、單模光纖和石英套管；

所述缺陷芯光子晶體光纖與所述單模光纖熔接，形成光纖法布里-珀羅干涉型的傳感器頭；

所述傳感器頭放置于所述石英套管內部,該石英套管靠近所述缺陷芯光子晶體光纖的一端封閉，石英套管靠近單模光纖的端口安裝支撐柱，該支撐柱的一端延伸至所述石英套管的外部，且該支撐柱與所述石英套管之間通過高溫膠固定。

接上述技術方案，所述缺陷芯光子晶體光纖的中心為石英缺陷芯，包層上設有以所述石英缺陷芯為中心周期排列的空氣孔，所述石英缺陷芯的折射率高于包層中的空氣孔的有效折射率。

接上述技術方案，所述缺陷芯光子晶體光纖與所述單模光纖的直徑相同。

接上述技術方案，所述支撐柱為中空結構，套設在所述單模光纖上。

本實用新型產生的有益效果是：本實用新型的基于缺陷芯光子晶體光纖的高溫傳感器將缺陷芯光子晶體光纖與單模光纖熔接,形成光纖法布里-珀羅干涉型傳感器頭；所述傳感器頭放置于石英套管內部,石英套管端口安裝支撐柱。本實用新型采用缺陷芯光子晶體光纖制作，降低了成本同時能夠避免使用光柵高溫測量時光柵擦除的現象。