光器在制作時:
[0020]選取一塊摻鉺塊狀玻璃，借用藍(lán)寶石光纖通過直接拉伸法將摻鉺塊狀玻璃拉制成纖芯直徑小于設(shè)定數(shù)值的摻鉺的微納光纖；
[0021]選取兩段單模光纖，通過紫外光照射相位掩膜板的方法寫入布拉格光柵，要求布拉格光柵一端尾纖較短，一端尾纖較長；
[0022]在拉伸到設(shè)定數(shù)值以下的摻鉺的微納光纖兩端分別接入布拉格光柵，接入方法為熔接機直接熔接，兩個布拉格光柵接入端均為較短尾纖的一端，較長尾纖的一端形成為分布式布拉格反射-微納光纖激光器兩端的尾纖；
[0023]其中摻鉺的微納光纖為裸纖，兩個布拉格光柵的光柵部分以及較短尾纖部分均為剝掉涂覆層的裸纖。
[0024]基于微納摻鉺光纖的檢測系統(tǒng)的工作方法，該系統(tǒng)用于檢測有源氣體，包括以下步驟:
[0025]根據(jù)待測氣體選取與該氣體相適應(yīng)的輸出激光波長的分布式布拉格反射-微納光纖激光器作為傳感基元，采用與該待測氣體相適應(yīng)的栗浦源，在該激光器的諧振腔內(nèi)，在產(chǎn)生激光過程中有一部分能量的激光以倏逝場的形式外溢到纖芯外表面的空氣中傳播并與待測氣體相互作用；
[0026]此時將激光器固定在壓電陶瓷上并裸露在待測氣體中，通過改變壓電陶瓷驅(qū)動電壓的大小來實現(xiàn)對輸出激光波長的調(diào)制，當(dāng)這部分光的波長掃描過待測氣體吸收峰時，激光器產(chǎn)生的激光能量會因氣體吸收而產(chǎn)生一定比例的衰減；
[0027]最終激光器輸出激光經(jīng)過波分復(fù)用器的一端輸出并經(jīng)過隔離器后由光電探測器接收并進行光電轉(zhuǎn)換；
[0028]產(chǎn)生電流信號由負(fù)反饋放大電路轉(zhuǎn)換為電壓信號，經(jīng)放大后進入鎖相放大器，現(xiàn)場可編程邏輯門陣列處理器同時產(chǎn)生一個低頻鋸齒波和一個高頻正弦波通過加法器接入氣室，通過改變氣室中壓電陶瓷驅(qū)動電壓的大小來實現(xiàn)對輸出激光波長的調(diào)制；
[0029]通過給鎖相放大器提供一個與激光器的高頻正弦波信號二倍頻的參考信號進行鎖相解調(diào)獲得含有吸收氣體濃度信息的二次諧波信號，最后通過處理器多次采樣并進行平均處理，通過上位機實時顯示氣體濃度。
[0030]本發(fā)明的有益效果:
[0031 ]本發(fā)明中，首先，DBR-MFL不僅具有輸出激光為單模單頻、低噪聲、窄線寬等特點，還具有強倏逝場特性;其次，將微納光纖的強倏逝場場置于光纖激光器諧振腔中，檢測靈敏度可以提高幾個數(shù)量級，實現(xiàn)了激光輸出與傳感一體化;第三，封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，抗電磁干擾，靈敏度高，動態(tài)范圍大，對有毒有害易燃易爆氣體可實現(xiàn)遠(yuǎn)程實時在線檢測。
【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明中的DBR-MFL結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2是本發(fā)明中的DBR-MFL的封裝設(shè)計結(jié)構(gòu)截面圖；
[0034]圖3是本發(fā)明中基于摻Er3+微納光纖倏逝場特性的有源氣體檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖中，1-1、單模光纖涂覆層，1-2、Bragg光柵，1-3、摻鉺(Er3+)微納光纖，1-4、恪接點，1、已封裝DBR-MFL，2、波分復(fù)用器(1010，3、98011111栗浦光源(0))，4、隔離器(130)，5、光電探測器，6、鎖相放大器，7、現(xiàn)場可編程邏輯門陣列(FPGA)處理器，8、低頻鋸齒波信號，9、高頻正弦波信號，10、加法器，11、DBR-MFL，12、壓電陶瓷，13、氮氣，14、尾纖，15、金屬密閉容器。
【具體實施方式】
:
[0036]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細(xì)說明:
[0037]實施例1:
[0038]本發(fā)明實施例1如圖3所示，一種基于摻Er3+微納光纖倏逝場特性的有源氣體檢測系統(tǒng)，包括980nm栗浦光源(LD)3、波分復(fù)用器(WDM)2、隔離器(IS0)4、已封裝DBR-MFL 1、以及氣體處理單元。980nm栗浦光源3通過其所帶尾纖與波分復(fù)用器(WDM)2的980nm輸入端相連；波分復(fù)用器(WDM)2的公共端與已封裝DBR-MFLl的尾纖連接；波分復(fù)用器(WDM)2的1550nm端接到隔離器(IS0)4的正向輸入端，隔離器(IS0)4的另一端連接入氣體處理單元；氣體處理單元包括光電探測器5、鎖相放大器6和現(xiàn)場可編程邏輯門陣列(FPGA)處理器7，其中光電探測器5的輸入端和隔離器(IS0)4相連接，光電探測器5的輸出端與鎖相放大器6相連，鎖相放大器6的輸出端接入現(xiàn)場可編程邏輯門陣列(FPGA)處理器7，F(xiàn)PGA同時產(chǎn)生一個低頻鋸齒波信號8和一個高頻正弦波信號9通過加法器10接入已封裝DBR-MFL I，通過改變已封裝DBR-MFL I中壓電陶瓷驅(qū)動電壓的大小來實現(xiàn)對輸出激光波長的調(diào)制，同時通過給鎖相放大器6提供一個高頻正弦波信號9二倍頻的參考信號，進行鎖相解調(diào)獲得含有吸收氣體濃度信息的二次諧波信號，最后通過FPGA多次采樣并于底層程序中進行平均處理，通過上位機軟件處理分析并實時顯示氣體濃度。
[0039]其中待測氣體為乙炔，DBR-MFL輸出激光波長為1532nm。光電探測器是PIN光電探測器。
[0040]工作原理:本發(fā)明是選取輸出激光波長靠近待測氣樣特征吸收峰的DBR-MFL，比如待測氣樣為乙炔時，選取輸出激光波長為1532nm的DBR-MFL作為傳感基元，采用980nm栗浦源，在DBR-MFL諧振腔內(nèi)，在產(chǎn)生激光過程中有很大一部分能量的激光以倏逝場的形式外溢到纖芯外表面的空氣中傳播并與待測氣體乙炔相互作用。此時將DBR-MFL固定在壓電陶瓷上并裸露在待測氣體中，可通過改變壓電陶瓷驅(qū)動電壓的大小來實現(xiàn)對輸出激光波長的調(diào)制，當(dāng)這部分光的波長掃描過乙炔氣體吸收峰時，DBR-MFL產(chǎn)生的激光能量會因氣體吸收而產(chǎn)生一定比例的衰減。最終激光器輸出激光經(jīng)過WDM的1550nm端輸出并經(jīng)過隔離器(I SO)后由光電探測器接收并進行光電轉(zhuǎn)換。產(chǎn)生電流信號由負(fù)反饋放大電路轉(zhuǎn)換為電壓信號。經(jīng)放大后進入7230鎖相放大器，通過給鎖相放大器提供一個與激光器高頻調(diào)制信號同頻的參考信號進行鎖相解調(diào)獲得含有吸收氣體濃度信息的二次諧波信號，最后通過FPGA多次采樣并于底層程序中進行平均處理，通過上位機軟件處理分析并實時顯示氣體濃度。[0041 ]如圖1所示，DBR-MFLl I是由摻雜Er3+的微納光纖作有源介質(zhì)，普通單模光纖刻入Bragg光柵1-2作為諧振腔共同構(gòu)成。
[0042]基于微納摻鉺光纖的激光器，該激光器為分布式布拉格反射-微納光纖激光器，所述激光器包括由摻鉺(Er3+)微納光纖1-3作有源介質(zhì)，單模光纖刻入Bragg光柵1-2作為諧振腔共同構(gòu)成；
[0043]所述摻鉺(Er3+)微納光纖1-3為由一塊摻鉺塊狀玻璃借用藍(lán)寶石光纖通過直接拉伸法拉制而成；
[0044]通過紫外光照射相位掩膜板的方法寫入選取的兩段單模光纖分別形成Bragg光柵1-2，每個Bragg光柵1-2兩端的尾纖長度不相等；
[0045]將拉伸到纖芯直徑小于Ιμπι的摻鉺(Er3+)微納光纖1-3兩端分別接入一個Bragg光柵1-2，兩個Bragg光柵1-2接入端均為較短尾纖的一端，Bragg光柵1-2上有多個溶接點1-4，Bragg光柵1-2上還設(shè)有涂覆層1-1。
[0046]如圖2所示，將DBR-MFLlI粘貼固定在長條形壓電陶瓷12上，使得中間的摻Er3+微納光纖以及已剝掉涂覆層的Bragg光柵部分都懸空在壓電