CN103123406A - 一种光纤 - Google Patents
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Abstract
一种光纤，包括纤芯、包层，所述的包层内安置有光反射源，所述的纤芯的折射率的大于包层的折射率。光信号在光纤中传输时，主要能量分布在纤芯，但仍有少量的光信号分布于包层内，由于在光纤包层内安置有光反射源，则光反射源将该光信号反射回纤芯，并在光纤的端部可以探测到该反射的光信号，当该光纤状态发生变化时，如弯曲状态，则在光纤的端部就可以监测到该反射的光信号的变化，并根据变化的光信号与入射光信号时间的间隔，可确定变化的部位，达到分布式或准分布式监测传感的目的。该光纤结构简单、成本低，具有较好的市场前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种光纤，具体涉及一种在包层内安置有反射源的光纤。
背景技术
基于传统的光纤特性，现有的分布式光纤传感装置主要有拉曼温度传感装置和布里渊散射传感装置，但这两种分布式传感装置价格较高，限制了其在实际工程中的推广使用。
发明内容
本发明提供一种光纤，通过在光纤的包层内安置反射源，利用现有光时域反射装置就可以构成分布式的监测装置。该光纤具有使用方便、成本低，具有较好的应用前景。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种光纤，其特征在于：包括纤芯、包层，所述的包层内安置有光反射源，所述的纤芯的折射率的大于包层的折射率。
所述的光反射源是外径在0.1微米至1000微米范围内的气泡、玻璃微珠、晶体微珠、透明高分子微珠或金属微粒。
透明高分子微珠是有机玻璃或透明的氟烯烃材料。
所述的玻璃微珠、晶体微珠或透明高分子微珠的折射率与所述的包层折射率不同。
所述的金属微粒是银颗粒或铝颗粒。
在所述的包层内、距纤芯和包层分界面不大于5微米的区域没有光反射源。
在所述的纤芯和包层间还有一层内包层，所述的内包层的折射率小于纤芯、大于包层的折射率。
所述的内包层的折射率与包层折射率差异不大于0.1％。
所述的纤芯和内包层的材料是硅石基玻璃基材料，所述的包层是透明高分子材料。
硅石基玻璃材料可以是石英玻璃材料，或是添加有二氧化锗等添加剂的石英玻璃材料。
在所述的包层外还有一层外包层，所述的包层折射率大于外包层折射率。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、光信号在光纤中传输时，主要能量分布在纤芯，但仍有少量的光信号分布于包层内，由于在光纤包层内安置有光反射源，则光反射源将该光信号反射回纤芯，并在光纤的端部可以探测到该光信号，当该光纤状态发生变化时，如弯曲状态，则在光纤的端部就可以监测到光信号的变化，并根据变化的光信号与入射光信号时间的间隔，可确定变化的部位，达到分布式或准分布式监测传感的目的。
2、在所述的包层内、距纤芯和包层分界面不大于5微米的区域没有掺杂活性荧光材料，只有在弯曲、微弯或光纤变形等条件下，入射光才会有部分耦合进入包层内，包层内安置的光反射源对这些入射光进行反射并耦合如纤芯，则在光纤的入射端可以探测到光信号的变化，从而实现分布式或准分布式监测传感的目的。
综上所述，本发明的光纤结构简单、成本低、用途广，可用于实现分布式或准分布式监测传感的目的，具有较好的市场前景。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图。
图2为本发明实施例2的结构示意图。
附图标记说明：
1-纤芯；2-包层；3-外包层；4-无光反射源的包层区域；5-光反射源。
具体实施方式
实施例1
如图1所示的一种光纤，包括纤芯1、包层2，所述的包层2内安置有光反射源5，所述的纤芯1的折射率的大于包层2的折射率。光纤内入射的光波信号绝大部分在纤芯1内传输，但会有少量的光波信号在包层2内传输，进入包层2的光波被包层2内的光反射源5反射后，并有部分反射光耦合进入纤芯1内传输，该反射光可以被安装在光纤端头的探测器获取；光纤一处在外界物理量作用下发生变化时，如光纤被弯曲，则该光纤处的光反射源5状态也发生变化，如位置变化，使该处光反射源5反射的光波信号变化，则位于光纤端部的探测器就可获得带有待测物理量信息的反射光波信号，根据入射光波和反射光波与时间的关系，就可以知道待测物理量的位置，达到分布式或准分布式监测传感的目的。
优选的，所述的光反射源5是外径在0.1微米至1000微米范围内的气泡、玻璃微珠、晶体微珠、透明高分子微珠或金属微粒。
优选的，高分子材料可以是有机玻璃、透明的氟烯烃等材料。
优选的，所述的玻璃微珠、晶体微珠或透明高分子微珠的折射率与所述的包层2折射率不同。
优选的，所述的金属微粒是银颗粒或铝颗粒。
优选的，硅石基玻璃材料可以是石英玻璃材料，或是添加有二氧化锗等添加剂的石英玻璃材料。
优选的，在所述的包层2外还有一层外包层3，所述的包层2折射率大于外包层3折射率。
实施例2
如图2所示，本实施例中，与实施例1不同的是在所述的包层2的、距纤芯1和包层2分界面不大于5微米的区域是无光反射源的包层区域4。这样，只有在光纤处于弯曲、微弯或变形等条件下，入射光才会有部分耦合进入包层2中并被光反射源5反射并耦合入纤芯，则位于光纤端部的探测器就可获得带有待测物理量信息的反射光波信号，根据入射光波和反射光波与时间的关系，就可以知道待测物理量的位置，达到分布式或准分布式监测传感的目的。
优选的，所述的无光反射源的包层区域4是内包层，内包层位于在所述的纤芯1和包层2之间，所述的内包层的折射率小于纤芯1、大于包层2的折射率。内包层未安置光反射源5。
优选的，所述的内包层的折射率与包层2折射率差异不大于0.1％。
优选的，所述的纤芯1和内包层的材料是硅石基玻璃基材料，所述的包层2是透明高分子材料。
本实施例中，其余部分的结构、连接关系和工作原理均与实施例1相同。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.一种光纤，其特征在于：包括纤芯、包层，所述的包层内安置有光反射源，所述的纤芯的折射率的大于包层的折射率。
2.根据权利要求1所述的一种光纤，其特征在于：所述的光反射源是外径在0.1微米至1000微米范围内的气泡、玻璃微珠、晶体微珠、透明高分子微珠或金属微粒。
3.根据权利要求2所述的一种光纤，其特征在于：所述的玻璃微珠、晶体微珠或透明高分子微珠的折射率与所述的包层折射率不同。
4.根据权利要求2所述的一种光纤，其特征在于：所述的透明高分子微珠是有机玻璃或透明的氟烯烃材料。
5.根据权利要求2所述的一种光纤，其特征在于：所述的金属微粒是银颗粒或铝颗粒。
6.根据权利要求1所述的一种光纤，其特征在于：在所述的包层内、距纤芯和包层分界面不大于5微米的区域没有光反射源。
7.根据权利要求1所述的一种光纤，其特征在于：在所述的纤芯和包层间还有一层内包层，所述的内包层的折射率小于纤芯、大于包层的折射率。
8.根据权利要求6所述的一种光纤，其特征在于：所述的内包层的折射率与包层折射率差异不大于0.1％。
9.根据权利要求6或7所述的一种光纤，其特征在于：所述的纤芯和内包层的材料是硅石基玻璃基材料，所述的包层是透明高分子材料。
10.根据权利要求1所述的一种光纤，其特征在于：在所述的包层外还有一层外包层，所述的包层折射率大于外包层折射率。
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|---|---|---|---|---|
| CN106199824A (zh) * | 2016-08-30 | 2016-12-07 | 武汉开明智城科技有限公司 | 光纤 |
| CN110231677A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-09-13 | 中国建筑材料科学研究总院有限公司 | 微透镜阵列及其制备方法 |
| CN111707206A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-09-25 | 哈尔滨工程大学 | 一种带位置检测功能的量子点光纤微弯传感器 |
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2011
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