[發明專利]一種蜂窩型保偏光子晶體光纖及溫度傳感器

在審

• 申請號: 202011387769.5
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112629704A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 喬莉;溫彥軍;薛旺喜;黃亮亮;馬杰
• 申請（專利權）人: 上海金智晟東電力科技有限公司
• 主分類號: G01K11/3213
• 分類號: G01K11/3213
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊

本發明公開了一種蜂窩型保偏光子晶體光纖及光纖溫度傳感器，其特征在于，所述光纖包括纖芯和包層，所述纖芯為實心的二氧化硅；所述包層包括環形分布的實心二氧化硅和蜂窩型空氣孔，6個蜂窩型空氣孔組成一個空氣孔單元，三個空氣孔單元構成一個空氣孔簇，五個空氣孔簇環形間隔分布。所述光纖溫度傳感器基于蜂窩型保偏光子晶體光纖，包括依次連接的ASE光源模塊、環形器、起偏器、補償光纖、傳感光纖和反射膜，其中，反射膜鍍于傳感光纖末端并與傳感光纖構成溫度傳感器探頭，補償光纖與傳感光纖結構相同，以90°對軸熔接連在一起，組成互易式結構。

技術領域

本發明涉及一種蜂窩型保偏光子晶體光纖及溫度傳感器，屬于光纖技術領域。

背景技術

傳感器作為物聯網智能感知終端的重要組成部分，為物聯網提供最原始的數據信息，與電傳感器相比，光纖傳感器具有測量精度高、響應快、抗電磁干擾、防燃、防爆等無可比擬的優勢。其中，光纖溫度傳感器作為光纖傳感器的一種，在電力系統、航空航天、化工、醫療等領域受到青睞。目前，光纖溫度傳感器多采用單模光纖，溫度感知受光纖結構和材料的限制，應用具有局限性。

光子晶體光纖是一種微結構光纖，光纖包層由二維周期排列的空氣孔構成，與傳統的單模光纖和保偏光纖相比具有高雙折射、色散可調、非線性可控、設計靈活、便于填充等優勢，在光纖傳感領域及物聯網智能感知終端應用中具有廣闊的應用前景。

發明內容

本發明要解決的技術問題是如何提高光子晶體光纖的溫度感知能力。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是提供了一種蜂窩型保偏光子晶體光纖，其特征在于，所述光纖包括纖芯和包層，所述纖芯為實心的二氧化硅；所述包層包括環形分布的實心二氧化硅和蜂窩型空氣孔，6個蜂窩型空氣孔組成一個空氣孔單元，三個空氣孔單元構成一個空氣孔簇，五個空氣孔簇環形間隔分布。

優選的，所述光纖直徑為D＝125μm,單個蜂窩孔邊長為a＝3μm，纖芯直徑為d＝10μm。

本發明還提供了一種基于蜂窩型保偏光子晶體光纖的光纖溫度傳感器，其特征在于，包括依次連接的ASE光源模塊、環形器、起偏器、補償光纖、傳感光纖和反射膜，其中，反射膜鍍于傳感光纖末端并與傳感光纖構成溫度傳感器探頭，補償光纖與傳感光纖結構相同，以90°對軸熔接連在一起，組成互易式結構，補償光纖與傳感光纖使用經過熱敏材料填充的上述蜂窩型保偏光子晶體光纖。

優選的，所述熱敏材料為乙醇。

本發明提出一種適用于光纖溫度傳感器的蜂窩型保偏光子晶體光纖，在包層的蜂窩型空氣孔內填充熱敏材料，可提高光子晶體光纖的溫度感知能力，同時，包層空氣孔以類五邊形結構周期排列，光纖截面非中心對稱，使光子晶體光纖具有高雙折射特性。

附圖說明

圖1為光子晶體光纖結構示意圖；

圖2為光纖溫度傳感器示意圖；

圖3光子晶體光纖尺寸示意圖。

具體實施方式

為使本發明更明顯易懂，茲以優選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

實施例

本發明提出的蜂窩型保偏光子晶體光纖可最大限度填充熱敏材料，提高光纖溫度傳感器的靈敏度和準確性。

光子晶體光纖結構如圖1所示，由二氧化硅和蜂窩型空氣孔組成，纖芯為實心的二氧化硅材料，包層為二氧化硅和蜂窩型空氣孔。在光纖截面中包層以6個小蜂窩孔組成一個單元，每三個空氣孔單元構成一簇，以類五邊形周期排列。蜂窩形狀排列可簡化光子晶體光纖制作工藝，增加熱敏材料填充量，提高光子晶體光纖溫度敏感性；類五邊形周期排列破壞光子晶體光纖中心對稱性，使光纖具有高雙折射特性，提高光纖的保偏能力。