[發明專利]基于光纖Sagnac環與光纖FP腔級聯增敏的光譜探測型氣體傳感器

在審

• 申請號: 201910044342.6
• 申請日: 2019-01-17
• 公開（公告）號: CN109490235A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 楊玉強;姜久興;李林軍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N21/17;G01N21/45;G01N21/01
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 李曉敏

1.基于光纖Sagnac環與光纖FP腔級聯增敏的光譜探測型氣體傳感器，其特征在于：包括寬譜光源、隔離器I、耦合器I、耦合器II、保偏空芯光子晶體光纖、泵浦激光器、隔離器II、環形器、濾波器、光譜儀和FP干涉計；所述保偏空芯光子晶體光纖和耦合器II構成Sagnac干涉計；

所述寬譜光源、隔離器I和耦合器I依次連接，所述泵浦激光器、隔離器II與環形器依次連接；所述環形器、濾波器、光譜儀依次連接；Sagnac干涉計和FP干涉計串聯設置在隔離器I與環形器之間的光路上；

探測光的光學路徑為：探測光由寬譜光源發出，依次經過隔離器I依次進入耦合器I、FP干涉計后，再由耦合器I依次進入耦合器II、保偏空芯光子晶體光纖后；再由耦合器II依次進入環形器、濾波器、光譜儀；

泵浦光的光學路徑為：泵浦光由泵浦激光器發出，依次經過隔離器II、環形器、耦合器II，然后進入保偏空芯光子晶體光纖。

2.根據權利要求1所述的基于光纖Sagnac環與光纖FP腔級聯增敏的光譜探測型氣體傳感器，其特征在于：所述保偏空芯光子晶體光纖的長度為0.5-5米，保偏空芯光子晶體光纖的兩端分別與單模光纖熔接，保偏空芯光子晶體光纖的直徑與單模光纖相同均為125微米。

3.根據權利要求2所述的基于光纖Sagnac環與光纖FP腔級聯增敏的光譜探測型氣體傳感器，其特征在于：保偏空芯光子晶體光纖的纖芯為空氣，纖芯直徑為10-30微米；保偏空芯光子晶體光纖的側面有多個開孔，開孔的直徑為5-20微米，開孔的密度為10-100個/米。

4.根據權利要求1、2或3所述的基于光纖Sagnac環與光纖FP腔級聯增敏的光譜探測型氣體傳感器，其特征在于：所述耦合器I、耦合器II的分光比為50：50，光束由耦合器II進入Saganc干涉計后，探測光分成兩束光，兩束光在Sagnac環內沿相反的方向傳輸，然后經耦合器II合成一束光，實現干涉。

5.根據權利要求4所述的基于光纖Sagnac環與光纖FP腔級聯增敏的光譜探測型氣體傳感器，其特征在于：所述泵浦激光器為窄帶DFB激光器，泵浦激光器的波長與被測氣體的吸收峰重合，寬譜光源作為探測激光器。

6.根據權利要求5所述的基于光纖Sagnac環與光纖FP腔級聯增敏的光譜探測型氣體傳感器，其特征在于：長度在5-20毫米范圍內的空芯光纖兩端與單模光纖熔接形成FP干涉計。

7.根據權利要求6所述的基于光纖Sagnac環與光纖FP腔級聯增敏的光譜探測型氣體傳感器，其特征在于：所述空芯光纖的空芯的直徑與單模光纖相同均為125微米，空芯光纖的纖芯為空氣，纖芯直徑均為10-30微米。