基于Hybrid長周期光纖光柵的磁場傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及光纖光柵傳感【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明公開了一種基于Hybrid長周期光纖光柵的磁場傳感器。這種傳感系統(tǒng)包括：光源、單模光纖、Hybrid長周期光纖光柵、解調(diào)裝置，數(shù)據(jù)處理模塊。其特點(diǎn)是：用單模光纖分別將光源和Hybrid長周期光纖光柵、Hybrid長周期光纖光柵和波長解調(diào)裝置相連接，解調(diào)裝置的輸出端和數(shù)據(jù)處理模塊相連接。其中Hybrid長周期光纖光柵是在單模光纖和光子晶體光纖連接處寫入長周期光纖光柵構(gòu)成，并用毛細(xì)玻璃管填充磁流體封裝。本發(fā)明專利的有益效果是：解決了長周期光纖光柵傳感器的溫度和磁場測量的交叉敏感問題，為磁場監(jiān)測提供新型的方法和手段。
【專利說明】基于Hybrid長周期光纖光柵的磁場傳感器
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明專利涉及光纖光柵傳感【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種基于Hybrid長周期光纖光柵的磁場傳感器。
【背景技術(shù)】
[0003]長周期光纖光柵(LPFG)是一種新型光纖無源器件，由于外界環(huán)境折射率對其包層模式的影響較大，所以基于LPFG的折射率傳感器成為研究熱點(diǎn)之一。但LPFG折射率傳感器在實(shí)際應(yīng)用中一直存在與溫度之間的交叉敏感問題，這限制了 LPFG折射率傳感器的進(jìn)一步實(shí)用化。因此，解決LPFG在折射率測量過程中的交叉敏感問題非常重要。
[0004]2007年，劉婷等人利用磁流體折射率的可控性，實(shí)現(xiàn)對其包覆的長周期光纖光柵的基模與包層模之間的耦合特性進(jìn)行調(diào)諧，從而制作成諧振波長隨外加磁場改變而偏移的可調(diào)諧光濾波器。
[0005]本發(fā)明就是基于磁流體利用磁場可調(diào)諧的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了不受溫度影響的Hybrid長周期光纖光柵磁場傳感器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明專利的目的旨在利用Hybrid長周期光纖光柵作為傳感基元，對溫度、磁場同時(shí)進(jìn)行測量，并對測量的信號進(jìn)行分析處理，研制出不受溫度影響的Hybrid長周期光纖光柵磁場傳感器。
[0007]本發(fā)明專利是一種基于Hybrid長周期光纖光柵的磁場傳感器,利用Hybrid長周期光纖光柵傳感器作為傳感探頭，對溫度、磁場同時(shí)進(jìn)行傳感；對波長進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)。
[0008]本發(fā)明專利公開了一種基于Hybrid長周期光纖光柵的磁場傳感器,其技術(shù)方案如下:
這種基于Hybrid長周期光纖光柵的磁場傳感器，包括:光源、單模光纖、Hybrid長周期光纖光柵、解調(diào)裝置，數(shù)據(jù)處理模塊。
[0009]基于Hybrid長周期光纖光柵的溫濕度和氣體濃度同時(shí)測量的傳感系統(tǒng)其特點(diǎn)是:用單模光纖分別將光源和Hybrid長周期光纖光柵、Hybrid長周期光纖光柵和波長解調(diào)裝置相連接，解調(diào)裝置的輸出端和數(shù)據(jù)處理模塊相連接。
[0010]所述的光源是超連續(xù)光源，其波段應(yīng)能覆蓋長周期光纖光柵的波段。
[0011]所述的Hybrid長周期光纖光柵是在單模光纖和光子晶體光纖連接處寫入長周期光纖光柵構(gòu)成，因?yàn)閱文９饫w和光子晶體光纖具有不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)形成不同的諧振峰，而各諧振波長對溫度和磁場強(qiáng)度的敏感度不同，因此本發(fā)明專利所提出的Hybrid光纖光柵可以同時(shí)對溫度和磁場強(qiáng)度進(jìn)行測量，解決溫度和磁場測量的交叉敏感問題。[0012]所述的Hybrid長周期光纖光柵采用毛細(xì)玻璃管封裝，毛細(xì)玻璃管內(nèi)部充滿磁流體，通過在不同磁場下磁流體的折射率變化來調(diào)制長周期光纖光柵的諧振波長，從而實(shí)現(xiàn)磁場的傳感。
[0013]所述的Hybrid長周期光纖光柵可以換成Hybrid傾斜光纖光柵等其他的隨著外界折射率變化光譜或者輸出信號功率發(fā)生變化的光纖光柵。
[0014]所述的解調(diào)裝置只需要解調(diào)Hybrid長周期光纖光柵的波長，解調(diào)信號單一，結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)。
[0015]本發(fā)明專利的基于Hybrid長周期光纖光柵的磁場傳感器,采用Hybrid長周期光纖光柵作為傳感元件，對溫度、磁場強(qiáng)度進(jìn)行傳感，不僅具有光纖光柵型傳感器耐高溫、耐腐蝕和測量精度高、小型化、抗干擾、易復(fù)用等特點(diǎn)，還有解調(diào)結(jié)構(gòu)簡單易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，更解決了溫度的交叉敏感問題，在磁場測量方面有廣泛的應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是基于Hybrid長周期光纖光柵的磁場傳感器結(jié)構(gòu)圖；
圖2是毛細(xì)玻璃管封裝的Hybrid長周期光纖光柵的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中:1.光源 2.Hybrid長周期光纖光柵3.解調(diào)裝置4.數(shù)據(jù)處理模塊
5.單模光纖6.長周期光纖光柵單模光纖部分 7.長周期光纖光柵光子晶體光纖部分
8.填充磁流體的毛細(xì)玻璃管。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明專利進(jìn)一步說明。
[0019]這種基于Hybrid長周期光纖光柵的磁場傳感器，包括光源1，單模光纖5，Hybrid長周期光纖光柵2，解調(diào)裝置3，數(shù)據(jù)處理模塊4。其特點(diǎn)是:用單模光纖5分別將光源I和Hybrid長周期光纖光柵2、Hybrid長周期光纖光柵2和波長解調(diào)裝置3相連接，解調(diào)裝置3的輸出端和數(shù)據(jù)處理模塊4相連接。
[0020]光源I是超連續(xù)光源，其波段應(yīng)能覆蓋Hybrid長周期光纖光柵的波段。
[0021]Hybrid長周期光纖光柵2是在單模光纖和光子晶體光纖連接處寫入長周期光纖光柵構(gòu)成，因?yàn)閱文９饫w和光子晶體光纖具有不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)形成不同的諧振峰，而各諧振波長對溫度和磁場強(qiáng)度的敏感度不同，因此本發(fā)明專利所提出的Hybrid光纖光柵可以同時(shí)對溫度和磁場強(qiáng)度進(jìn)行測量，解決溫度和磁場測量的交叉敏感問題。
[0022]Hybrid長周期光纖光柵2采用毛細(xì)玻璃管8封裝，毛細(xì)玻璃管內(nèi)部充滿磁流體，通過在不同磁場下磁流體的折射率變化來調(diào)制長周期光纖光柵的諧振波長，從而實(shí)現(xiàn)磁場的傳感。
[0023]Hybrid長周期光纖光柵2可以換成Hybrid傾斜光纖光柵等其他的隨著外界折射率變化光譜或者輸出信號功率發(fā)生變化的光纖光柵。
[0024]解調(diào)裝置3只需要解調(diào)Hybrid長周期光纖光柵的波長，解調(diào)信號單一，結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)。
[0025]實(shí)施例:
超連續(xù)光源的工作波段為600-1700nm。1550nm波段的單模光纖和LMA-8型光子晶體光纖連接，用CO2激光器在連接區(qū)域?qū)懭霒鸥裰芷跒?00微米的長周期光纖光柵構(gòu)成Hybrid長周期光纖光柵。把Hybrid長周期光纖光柵用毛細(xì)玻璃管封裝，毛細(xì)玻璃管內(nèi)部充滿酯基磁流體。Hybrid長周期光纖光柵兩端分別連接超連續(xù)光源和波長解調(diào)裝置。
[0026]波長解調(diào)采用高精度光譜分析儀或可調(diào)諧光纖濾波器或基于光強(qiáng)的線性解調(diào)器，可檢測得出光纖光柵的波長。單模光纖采用1550nm波段的單模光纖。
[0027]在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，用單模光纖分別將超連續(xù)光源和Hybrid長周期光纖光柵、Hybrid長周期光纖光柵和波長解調(diào)裝置相連接，解調(diào)裝置的輸出端和數(shù)據(jù)處理模塊相連。
【權(quán)利要求】
1.一種基于Hybrid長周期光纖光柵的磁場傳感器,包括:光源(I),單模光纖(5),Hybrid長周期光纖光柵(2)，解調(diào)裝置(3)，數(shù)據(jù)處理模塊(4)，其特征在于:用單模光纖(5)分別將光源(I)和Hybrid長周期光纖光柵(2)、Hybrid長周期光纖光柵(2)和波長解調(diào)裝置(3)相連接，解調(diào)裝置(3)的輸出端和數(shù)據(jù)處理模塊(4)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Hybrid長周期光纖光柵的磁場傳感器，其特征在于:所述的光源是超連續(xù)光源，其波段覆蓋長周期光纖光柵的波段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Hybrid長周期光纖光柵的磁場傳感器，其特征在于:Hybrid長周期光纖光柵是由在單模光纖和光子晶體光纖連接區(qū)域?qū)懭腴L周期光纖光柵構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Hybrid長周期光纖光柵的磁場傳感器，其特征在于:Hybrid長周期光纖光柵采用毛細(xì)玻璃管封裝，毛細(xì)玻璃管內(nèi)部充滿磁流體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Hybrid長周期光纖光柵的磁場傳感器，其特征在于:Hybrid長周期光纖光柵可以換成Hybrid傾斜光纖光柵等其他的隨著外界折射率變化光譜或者輸出信號功率發(fā)生變化的光纖光柵。
【文檔編號】G01K11/32GK103472411SQ201310467172
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月10日
【發(fā)明者】羅建花, 張貴 申請人:中南林業(yè)科技大學(xué)