CN107941753A - 一种利用tfbg尾纤的抛光端面反射测溶液折射率的装置及应用 - Google Patents
一种利用tfbg尾纤的抛光端面反射测溶液折射率的装置及应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107941753A CN107941753A CN201810022043.8A CN201810022043A CN107941753A CN 107941753 A CN107941753 A CN 107941753A CN 201810022043 A CN201810022043 A CN 201810022043A CN 107941753 A CN107941753 A CN 107941753A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wire jumper
- optical fiber
- solution
- refractive index
- fiber grating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 15
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000000985 reflectance spectrum Methods 0.000 abstract description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- LRBQNJMCXXYXIU-PPKXGCFTSA-N Chinese gallotannin Chemical compound OC1=C(O)C(O)=CC(C(=O)OC=2C(=C(O)C=C(C=2)C(=O)OC[C@@H]2[C@H]([C@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)O2)OC(=O)C=2C=C(OC(=O)C=3C=C(O)C(O)=C(O)C=3)C(O)=C(O)C=2)O)=C1 LRBQNJMCXXYXIU-PPKXGCFTSA-N 0.000 description 5
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 description 2
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
一种利用TFBG尾纤的抛光端面反射测溶液折射率的装置及应用，包括ASE光源、OSA光谱仪、分光器、倾斜光纤光栅、跳线Ⅰ、跳线Ⅱ、跳线Ⅲ、光纤夹、控温台；分光器两个分端各熔接跳线Ⅱ、跳线Ⅲ，跳线Ⅱ的另一端接ASE光源，跳线Ⅲ的另一端接OSA光谱仪，分光器总端接倾斜光纤光栅一端，倾斜光纤光栅另一端接跳线Ⅰ，倾斜光纤光栅栅区两边分别用光纤夹固定，将倾斜光纤光栅栅区至于控温台内。本发明只需将与TFBG相连接的跳线头插入溶液中，实现溶液折射率测量，可大大提高传感器的使用寿命，栅区恒温控制，可避免温度与折射率交叉敏感对反射光谱的影响，提高数据可靠性，且TFBG尾纤的抛光端面维修成本低、操作方便。
Description
技术领域
本发明属于光纤传感技术领域。
背景技术
倾斜光纤光栅（TFBG）由于具有栅区与光纤轴向有一个夹角的结构特点，使得TFBG不但可以像普通FBG一样将满足Bragg条件前向传输的纤芯模反向耦合，而且还可将达到一定相位匹配要求前向的纤芯模耦合到反向传输的包层模中。
使用分光器后测量倾斜光栅反射谱的设备，可将通过光纤光栅的透射光进行二次耦合，可以增强传感器的灵敏度和准确性，还可以利用反射谱检测，可以检测到比较清晰的反射谱，便于实验结果分析，并且可以实现现场检测。
在现有设备中，利用光纤光栅测量溶液折射率，都需要将溶液滴到栅区上，利用外界折射率升高影响纤芯模耦合到包层模的耦合效率，从而使得包层模强度变低的原理来测量溶液浓度。
现有设备利用光纤光栅测量浓度均需利用到栅区，而栅区的造价相比光纤要高出很多，而且栅区相比光纤更加容易损坏，且损坏后的栅区往往很难修复，可修复性比较低。
发明内容
本发明的目的是针对现有装置的不足，提供一种利用TFBG尾纤的抛光端面反射测溶液折射率的装置及应用。
本发明通过以下技术方案实现的。
本发明所述的一种利用TFBG尾纤的抛光端面反射测溶液折射率的装置，包括ASE光源、OSA光谱仪、分光器、倾斜光纤光栅、跳线Ⅰ、跳线Ⅱ、跳线Ⅲ、光纤夹、控温台。其中，分光器两个分端各熔接跳线Ⅱ、跳线Ⅲ，跳线Ⅱ的另一端接ASE光源，跳线Ⅲ的另一端接OSA光谱仪，分光器总端接倾斜光纤光栅一端，倾斜光纤光栅另一端接跳线Ⅰ，倾斜光纤光栅栅区两边分别用光纤夹固定，将倾斜光纤光栅栅区至于控温台内。
本发明所用于测量溶液折射率倾斜光纤光栅尾纤的抛光端面为与倾斜光纤光栅相连接的跳线Ⅰ头端面。
本发明所述的测溶液折射率的装置的安装步骤如下。
（1）分光器两个分端各熔接跳线Ⅱ、跳线Ⅲ，其中跳线Ⅱ接ASE光源，另一跳线Ⅲ线接OSA光谱仪。
（2）分光器总端熔接倾斜光纤光栅一端，倾斜光纤光栅另一端熔接跳线Ⅰ。
（3）在倾斜光纤光栅两端用光纤夹固定，使其保持放松平直状态。
（4）将倾斜光纤光栅栅区至于控温台内。
本发明所述的一种利用TFBG尾纤的抛光端面反射测溶液折射率的装置在测量溶液折射率中的应用，具体步骤如下。
（1）按上述的安装步骤将装置安装好。
（2）打开控温台，使栅区温度恒定，再打开ASE光源以及OSA光谱仪。
（3）将跳线Ⅰ插入溶液中，使溶液将跳线Ⅰ（尾纤）的抛光端面完全浸没，所测量溶液温度可以通过空调控制室温间接控制，或者通过水浴箱控制。
（4）逐渐改变溶液折射率，记录不同折射率下对应的损耗谱图（由光源光谱减去反射谱获得）及其数据。
（5）通过对损耗谱图数据处理，获得包层模波段内平均强度。
（6）绘制包层模波段内平均强度与其溶液折射率大小的变化曲线。
（7）通过所述包层模波段内平均强度与其溶液折射率大小的变化曲线对相应的溶液折射率进行测量。
本发明的技术效果是：本发明利用TFBG尾纤的抛光端面反射测溶液折射率，使用本方法去测量溶液，无需像传统的测量方法一样将栅区浸入溶液中，只需将与TFBG相连接的跳线头插入溶液中，即可以实现对溶液的折射率测量。这种方法可以将栅区很好的保护起来，可以大大提高传感器的使用寿命，同时对栅区温度进行恒温控制后，还可以避免温度与折射率交叉敏感对反射光谱的影响，提高数据的可靠性，而且TFBG尾纤的抛光端面损坏后可以重新熔接新的跳线，维修成本低且操作方便。
附图说明
图1为一种利用TFBG尾纤的抛光端面反射测溶液折射率装置示意图。其中，1为ASE光源（ASE source）、2为OSA光谱仪（OSA）、3为分光器、4为倾斜光纤光栅、5为跳线Ⅰ、6为跳线Ⅱ、7为跳线Ⅲ、8为光纤夹、9为控温台。
图2为包层模波段内平均强度随甘油溶液折射率变化的曲线。
图3为本发明装置测量甘油溶液折射时OSA光谱仪获得的损耗谱图。
具体实施方式
本发明将结合附图通过以下实施例作进一步说明。
实施例1。
本实施例所述的一种利用TFBG尾纤的抛光端面反射测溶液折射率的装置，包括ASE光源1、OSA光谱仪2、分光器3、倾斜光纤光栅4、跳线Ⅰ5、跳线Ⅱ6、跳线Ⅲ7、光纤夹8、控温台9。其中，分光器3两个分端各熔接跳线Ⅱ6、跳线Ⅲ7，跳线Ⅱ6的另一端接ASE光源1，跳线Ⅲ7的另一端接OSA光谱仪2，分光器3总端接倾斜光纤光栅4一端，倾斜光纤光栅4另一端接跳线Ⅰ5，倾斜光纤光栅4栅区两边分别用光纤夹8固定，将倾斜光纤光栅4栅区至于控温台9内，本发明所用于测量溶液折射率倾斜光纤光栅尾纤的抛光端面为与倾斜光纤光栅相连接的跳线Ⅰ5头端面。
实施例2。
利用TFBG尾纤的抛光端面反射测甘油溶液折射率，其步骤如下：按照设备安装步骤，将设备安装好。打开控温台，设定好温度，打开光源以及光谱仪，调节好光谱仪测量参数，待示数稳定后，开始测量溶液折射率。将所要测量的溶液装入烧杯中，将跳线头插入烧杯，使溶液将尾纤的抛光端面完全浸没，同过空调或者水浴箱控制，使得待测溶液温度与制作包层模波段内平均强度随甘油溶液折射率变化的曲线时的温度一致，等待光谱仪稳定，将结果参数保存，获得的损耗谱图如图3，处理数据得到包层模波段内平均强度为40.4865dB，对照包层模波段内平均强度随甘油溶液折射率变化的曲线如图2，推断出甘油折射率为1.4095。
实施例3。
利用TFBG尾纤的抛光端面反射测NaCl溶液折射率，其步骤如下：按照设备安装步骤，将设备安装好。打开控温台，设定好温度，打开光源以及光谱仪，调节好光谱仪测量参数，待示数稳定后，开始测量溶液折射率。将所要测量的溶液装入烧杯中，将跳线头插入烧杯，使溶液将尾纤的抛光端面完全浸没，同过空调或者水浴箱控制，使得待测溶液温度与制作包层模波段内平均强度随NaCl溶液折射率变化的曲线时的温度一致，等待光谱仪稳定，将结果参数保存，获得的测量NaCl溶液折射时OSA光谱仪获得的损耗谱图，处理数据得到包层模波段内平均强度为38.7001dB，对照包层模波段内平均强度随NaCl溶液折射率变化的曲线，推断出NaCl折射率为1.3584。
Claims (2)
1.一种利用TFBG尾纤的抛光端面反射测溶液折射率的装置，其特征是包括ASE光源、OSA光谱仪、分光器、倾斜光纤光栅、跳线Ⅰ、跳线Ⅱ、跳线Ⅲ、光纤夹、控温台；其中，分光器两个分端各熔接跳线Ⅱ、跳线Ⅲ，跳线Ⅱ的另一端接ASE光源，跳线Ⅲ的另一端接OSA光谱仪，分光器总端接倾斜光纤光栅一端，倾斜光纤光栅另一端接跳线Ⅰ，倾斜光纤光栅栅区两边分别用光纤夹固定，将倾斜光纤光栅栅区至于控温台内。
2.权利要求1所述的装置在测量溶液折射率中的应用，其特征是按如下步骤：
（1）按上述的安装步骤将装置安装好；
（2）打开控温台，使栅区温度恒定，再打开ASE光源以及OSA光谱仪；
（3）将跳线Ⅰ插入溶液中，使溶液将跳线Ⅰ的抛光端面完全浸没，所测量溶液温度可以通过空调控制室温间接控制，或者通过水浴箱控制；
（4）逐渐改变溶液折射率，记录不同折射率下对应的损耗谱图及其数据；
（5）通过对损耗谱图数据处理，获得包层模波段内平均强度；
（6）绘制包层模波段内平均强度与其溶液折射率大小的变化曲线；
（7）通过所述包层模波段内平均强度与其溶液折射率大小的变化曲线对相应的溶液折射率进行测量。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810022043.8A CN107941753A (zh) | 2018-01-10 | 2018-01-10 | 一种利用tfbg尾纤的抛光端面反射测溶液折射率的装置及应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810022043.8A CN107941753A (zh) | 2018-01-10 | 2018-01-10 | 一种利用tfbg尾纤的抛光端面反射测溶液折射率的装置及应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107941753A true CN107941753A (zh) | 2018-04-20 |
Family
ID=61937612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810022043.8A Pending CN107941753A (zh) | 2018-01-10 | 2018-01-10 | 一种利用tfbg尾纤的抛光端面反射测溶液折射率的装置及应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107941753A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108760683A (zh) * | 2018-05-02 | 2018-11-06 | 南昌大学 | 一种利用波长大于纤芯模波长区域内共振测量溶液折射率的方法 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2316525A1 (en) * | 1996-04-05 | 1997-10-05 | Satoshi Okude | Optical waveguide grating and production method therefor |
| US6415087B1 (en) * | 1997-06-04 | 2002-07-02 | Corning Laserton, Inc. | Polished fused optical fiber endface |
| US20050232541A1 (en) * | 2003-08-01 | 2005-10-20 | Mihailov Stephen J | Optical fiber sensor based on retro-reflective fiber bragg gratings |
| US20100080502A1 (en) * | 2007-03-09 | 2010-04-01 | Mitsubishi Electric Corporation | Optical fiber sensor |
| CN101929955A (zh) * | 2010-05-31 | 2010-12-29 | 华南师范大学 | 光纤布拉格光栅折射率传感器 |
| US20110292965A1 (en) * | 2010-06-01 | 2011-12-01 | Mihailov Stephen J | Method and system for measuring a parameter in a high temperature environment using an optical sensor |
| CN202177573U (zh) * | 2011-08-12 | 2012-03-28 | 华南师范大学 | 基于迈克尔逊干涉仪的光纤折射率传感器 |
| CN203025082U (zh) * | 2013-01-16 | 2013-06-26 | 中国计量学院 | 一种基于lpg-tfbg结构的折射率传感器 |
| CN103197387A (zh) * | 2013-04-11 | 2013-07-10 | 浙江工业大学 | 基于光折变长周期波导光栅的光分插复用器 |
| CN103323058A (zh) * | 2013-07-12 | 2013-09-25 | 华南师范大学 | 一种光纤折射率和温度传感器及其测量方法 |
| JP2014235007A (ja) * | 2013-05-31 | 2014-12-15 | 国立大学法人 宮崎大学 | 媒体の温度および屈折率の検出装置および検出方法 |
| CN207964628U (zh) * | 2018-01-10 | 2018-10-12 | 南昌大学 | 一种利用tfbg尾纤的抛光端面反射测溶液折射率的装置 |
-
2018
- 2018-01-10 CN CN201810022043.8A patent/CN107941753A/zh active Pending
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2316525A1 (en) * | 1996-04-05 | 1997-10-05 | Satoshi Okude | Optical waveguide grating and production method therefor |
| US6415087B1 (en) * | 1997-06-04 | 2002-07-02 | Corning Laserton, Inc. | Polished fused optical fiber endface |
| US20050232541A1 (en) * | 2003-08-01 | 2005-10-20 | Mihailov Stephen J | Optical fiber sensor based on retro-reflective fiber bragg gratings |
| US20100080502A1 (en) * | 2007-03-09 | 2010-04-01 | Mitsubishi Electric Corporation | Optical fiber sensor |
| CN101929955A (zh) * | 2010-05-31 | 2010-12-29 | 华南师范大学 | 光纤布拉格光栅折射率传感器 |
| US20110292965A1 (en) * | 2010-06-01 | 2011-12-01 | Mihailov Stephen J | Method and system for measuring a parameter in a high temperature environment using an optical sensor |
| CN202177573U (zh) * | 2011-08-12 | 2012-03-28 | 华南师范大学 | 基于迈克尔逊干涉仪的光纤折射率传感器 |
| CN203025082U (zh) * | 2013-01-16 | 2013-06-26 | 中国计量学院 | 一种基于lpg-tfbg结构的折射率传感器 |
| CN103197387A (zh) * | 2013-04-11 | 2013-07-10 | 浙江工业大学 | 基于光折变长周期波导光栅的光分插复用器 |
| JP2014235007A (ja) * | 2013-05-31 | 2014-12-15 | 国立大学法人 宮崎大学 | 媒体の温度および屈折率の検出装置および検出方法 |
| CN103323058A (zh) * | 2013-07-12 | 2013-09-25 | 华南师范大学 | 一种光纤折射率和温度传感器及其测量方法 |
| CN207964628U (zh) * | 2018-01-10 | 2018-10-12 | 南昌大学 | 一种利用tfbg尾纤的抛光端面反射测溶液折射率的装置 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| HUANG BEN: "A nonlinear optical loop mirror-based linear cavity switchable multi-wavelength erbium-doped fiber laser" * |
| 李玉龙: "光纤光栅增敏封装工艺及装置研究现状" * |
| 熊贻坤: "基于熔融拉锥光纤的液体折射率传感器" * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108760683A (zh) * | 2018-05-02 | 2018-11-06 | 南昌大学 | 一种利用波长大于纤芯模波长区域内共振测量溶液折射率的方法 |
| CN108760683B (zh) * | 2018-05-02 | 2021-03-26 | 南昌大学 | 一种利用波长大于纤芯模波长区域内共振测量溶液折射率的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106841109B (zh) | 多槽结构的u型塑料光纤液体折射率传感器 | |
| CN103901532A (zh) | 多芯光纤、采用该多芯光纤的传感装置及其运行方法 | |
| CN2934569Y (zh) | 一种适用于永久性油气生产井光纤测试装置 | |
| US9562827B2 (en) | Measuring method of longitudinal distribution of bending loss of optical fiber, measuring method of longitudinal distribution of actual bending loss value of optical fiber, test method of optical line, manufacturing method of optical fiber cable, manufacturing method of optical fiber cord, and manufacturing method of optical fiber | |
| CN108507697A (zh) | 一种基于光纤传感的海水温深剖面测量系统 | |
| CN103856260A (zh) | 利用光缆人工故障精确定位光缆线路故障点 | |
| CN106932026A (zh) | 一种准分布式的海水温盐传感器、测量装置及其方法 | |
| NO310125B1 (no) | System for overvåking av höyspentkabler i luftstrekk | |
| JP4657024B2 (ja) | 光ファイバの浸水判定方法 | |
| CN101854210A (zh) | 截止波长测量方法以及光通信系统 | |
| CN104635079A (zh) | 一种基于全程分布式的电力架空光缆载流量监测方法 | |
| CN207964628U (zh) | 一种利用tfbg尾纤的抛光端面反射测溶液折射率的装置 | |
| US8172470B2 (en) | Methods and apparatus for measuring insertion loss in a fiber optic cable connection | |
| CN103968864A (zh) | 用于准确测量布里渊谱的频移的最大相似匹配分析方法 | |
| CN107941753A (zh) | 一种利用tfbg尾纤的抛光端面反射测溶液折射率的装置及应用 | |
| CN110535526A (zh) | 一种光纤通信传输损耗测试方法 | |
| CN107907491B (zh) | 一种光纤传感器及其检测平台和方法 | |
| CN107976302B (zh) | 一种基于全光纤结构的光纤包层吸收谱检测装置和方法 | |
| CN205785514U (zh) | 一种用于高功率光纤激光器的全光纤功率测量系统 | |
| CN108760683B (zh) | 一种利用波长大于纤芯模波长区域内共振测量溶液折射率的方法 | |
| CN203216865U (zh) | 输电线路绝缘子污秽监测器件 | |
| CN108180839A (zh) | 一种用于狭小空间检测的位移传感器和检测装置 | |
| CN104614017A (zh) | 一种基于双管异构的电力架空光缆分布式应变应力监测方法 | |
| CN108760237B (zh) | 一种光纤线路损耗及光纤端面损耗检测装置 | |
| CN103234983A (zh) | 输电线路绝缘子污秽监测器件 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180420 |