專利名稱：一種基于馬赫曾德干涉的光纖傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于的馬赫曾德干涉的光纖傳感器。
背景技術(shù)：
曲率測量在機(jī)械結(jié)構(gòu)監(jiān)控、機(jī)器人臂、土木工程和結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。相比傳統(tǒng)的傳感器，光纖傳感器因?yàn)殡姛o源操作、不受電磁干擾、靈敏度高、體積小等優(yōu)點(diǎn)而廣受人們青睞?；诠饫w線內(nèi)的馬赫曾德干涉儀因其結(jié)構(gòu)緊湊、制作容易和成本低的優(yōu)點(diǎn)受到人們極大的關(guān)注，通過在單模光纖中引入一個(gè)模式分束器和一個(gè)模式合束器就可以形成。人們也提出了許多基于馬赫曾德干涉結(jié)構(gòu)的光纖線內(nèi)曲率傳感器。有基于錐形結(jié)構(gòu)的，基于光纖光柵的或基于長周期光柵(兩個(gè)級(jí)聯(lián)的長周期光柵其中一個(gè)可將纖芯模耦合到包層，而另一個(gè)起著相反的作用)，還有基于不同光纖類型的組合(如單模-多模-單模光纖結(jié)構(gòu)，或在兩段單模光纖中加入保偏光纖)等。其中Monzon-Hernandez等人于2011年提出的在單模光纖上級(jí)聯(lián)兩個(gè)錐形結(jié)構(gòu)用于曲率的測量，因?yàn)椴捎脧?qiáng)度調(diào)制，測量精度受到光源功率影響，同時(shí)溫度的影響也沒有考慮。基于光纖光柵和不同光纖類型組合的這些傳感器都存在溫度交叉敏感的影響，而很多基于光子晶體光纖的曲率傳感器因?yàn)闇囟褥`敏度較低而沒有被考慮。在環(huán)境監(jiān)測方面(如地震和火山)，對應(yīng)力導(dǎo)致的彎曲和溫度的變化量同時(shí)進(jìn)行監(jiān)測是非常必要的。Zhou yan 等人(Vol.284 (24)，Optics Communications, 2011)結(jié)合光子晶體光纖和光纖布拉格光柵實(shí)現(xiàn)了曲率和溫度的同時(shí)測量。Yin Guolu等人于2012年提出了一種基于側(cè)漏型光子晶體光纖的sagnac干涉儀用于曲率和溫度的同時(shí)測量。但是光子晶體光纖的成本較高，不易于大量生產(chǎn)，而光纖光柵的制作也需要昂貴的激光器、掩膜板以及精細(xì)的刻寫技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服已有的曲率傳感器的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單易于制作、成本低適于大量生產(chǎn)，可以同時(shí)測量曲率和溫度的光纖傳感器。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于的馬赫曾德干涉的光纖傳感器，包括第一單模光纖、第二單模光纖和第三光模光纖，所述第一單模光纖與第二單模光纖通過超陡錐超陡錐熔接點(diǎn)連接，所述第二單模光纖與第三單模光纖通過橫向偏移熔接點(diǎn)連接；在所述超陡錐熔接點(diǎn)處，第一、第二單模光纖的纖芯同軸熔接，第一、第二單模光纖的包層呈超陡錐熔接，在所述橫向偏移熔接點(diǎn)處，第二單模光纖與第三單模光纖的纖芯、包層橫向偏移熔接，所述橫向偏移量為4 6 μ m ;所述第二單模光纖的長度為5mm 10cm。在所述超陡錐熔接點(diǎn)處部分纖芯模耦合到包層傳輸，在橫向偏移熔接點(diǎn)處包層模重新耦合到纖芯傳輸，因此，超陡錐熔接點(diǎn)起到了模式分束器，橫向偏移熔接點(diǎn)起到了模式合束器的作用，這樣就形成了一個(gè)馬赫澤德干涉儀。在透射光譜上的谷值波長I滿足:
權(quán)利要求
1.一種基于的馬赫曾德干涉的光纖傳感器，其特征在于，包括第一單模光纖、第二單模光纖和第三光模光纖，所述第一單模光纖與第二單模光纖通過超陡錐熔接點(diǎn)連接，所述第二單模光纖與第三單模光纖通過橫向偏移熔接點(diǎn)連接； 在所述超陡錐熔接點(diǎn)處，第一、第二單模光纖的纖芯同軸熔接，第一、第二單模光纖的包層呈超陡錐熔接；在所述橫向偏移熔接點(diǎn)處，第二單模光纖與第三單模光纖的纖芯、包層橫向偏移熔接，所述橫向偏移量為4 6 μ m ; 所述第二單模光纖的長度為5mm 10cm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于的馬赫曾德干涉的光纖傳感器，其特征在于，所述超陡錐的錐腰截面直徑為50 μ m 100 μ m,錐腹截面直徑為130 μ m 200 μ m,錐長為400 1000 μ m。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于的馬赫曾德干涉的光纖傳感器，包括第一單模光纖、第二單模光纖和第三光模光纖，所述第一單模光纖與第二單模光纖通過超陡錐熔接點(diǎn)連接，所述第二單模光纖與第三單模光纖通過橫向偏移熔接點(diǎn)連接；在所述超陡錐熔接點(diǎn)處，第一、第二單模光纖的纖芯同軸熔接，第一、第二單模光纖的包層呈超陡錐熔接，在所述橫向偏移熔接點(diǎn)處，第二單模光纖與第三單模光纖的纖芯、包層橫向偏移熔接，所述橫向偏移量為4～6μm；所述第二單模光纖的長度為5mm～10cm。本發(fā)明能同時(shí)測量曲率和溫度，且結(jié)構(gòu)簡單、易于制作、成本低廉，適于大批量生產(chǎn)。
文檔編號(hào)G01B11/24GK103217124SQ20131009043
公開日2013年7月24日 申請日期2013年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月20日
發(fā)明者毛莉莉, 魯平, 勞澤鋒, 劉德明 申請人:華中科技大學(xué)