CN109580037A - 基于光子晶体光纤fp结构的温度传感器及其制作方法 - Google Patents

基于光子晶体光纤fp结构的温度传感器及其制作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109580037A
CN109580037A CN201910059600.8A CN201910059600A CN109580037A CN 109580037 A CN109580037 A CN 109580037A CN 201910059600 A CN201910059600 A CN 201910059600A CN 109580037 A CN109580037 A CN 109580037A
Authority
CN
China
Prior art keywords
photonic crystal
crystal fiber
fiber
multimode fibre
temperature sensor
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
Application number
CN201910059600.8A
Other languages
English (en)
Inventor
祝连庆
周康鹏
何巍
张雯
娄小平
董明利
刘锋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Information Science and Technology University
Original Assignee
Beijing Information Science and Technology University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Information Science and Technology University filed Critical Beijing Information Science and Technology University
Priority to CN201910059600.8A priority Critical patent/CN109580037A/zh
Publication of CN109580037A publication Critical patent/CN109580037A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/32—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

一种基于光子晶体光纤FP结构的温度传感器，包括一段光子晶体光纤，其特征在于，所述光子晶体光纤一端熔接有单模光纤，另一端熔接有一段多模光纤；所述多模光纤的另一端面切平并镀锡，构成单模光纤‑光子晶体光纤‑多模光纤结构，利用该结构的反射光谱图进行温度传感。

Description

基于光子晶体光纤FP结构的温度传感器及其制作方法
技术领域
本发明属于光纤器件领域，特别是涉及一基于光子晶体光纤FP结构的温度传感器及其制作方法。
背景技术
光纤传感器具有诸多优良特性，可实现复杂环境下的测量工作具有非常广泛的应用价值。它具有抗电磁干扰、抗辐射、灵敏度高、重量轻、绝缘防爆、耐腐蚀等特点，且光纤尺寸微小，具有良好的光传输性能。在各种类型的光纤传感器中，目前精度最高的是干涉型光纤传感器。其中光纤FP传感器（法布里-珀罗传感器）因只用一根光纤且结构简单体积小、动态范围大，在生物医学、磁场、微机电系统中受到广泛关注。
光纤FP传感器主要包括非本征型和本征型两大类。非本征型结构的光纤FP传感器的是利用光纤和一个具有反射面结构的非光纤原件组成；本征型光纤FP结构的加工方法一般为利用在光纤上通过镀膜、改变折射率等手段形成一对高反射镜，进而成腔。与非本征型FP传感器相比，本征型FP传感器可充分利用光纤本身的特性进行应变、温度、折射率等参数的测量，制作过程简单、可靠性高。
发明内容
本发明提供了一种基于光子晶体光纤FP温度传感器的制备方法，通过熔接构成SMF-PCF-MMF结构的方式完成，其中PCF构成FP的腔体部分。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种基于光子晶体光纤FP结构的温度传感器，包括一段光子晶体光纤，所述光子晶体光纤一端熔接有单模光纤，另一端熔接有一段多模光纤；所述多模光纤的另一端面切平并镀锡，构成单模光纤-光子晶体光纤-多模光纤结构，利用该结构的反射光谱图进行温度传感。
进一步的改进，所述FP温度传感器采用放大自发辐射光源发出的泵浦激光为光源。
一种基于光子晶体光纤FBG的FP温度传感器的制作方法，包括如下步骤：
步骤一）去除光子晶体光纤涂覆层，并将两个端面切平；
步骤二）将光子晶体光纤的一个端面与端面切平的单模光纤相对熔接；
步骤三）将光子晶体光纤另外一端去除涂覆层后切平，与一段多模光纤熔接；
步骤四）将多模光纤另一端面切平并镀锡，构成单模光纤-光子晶体光纤-多模光纤结构，利用该结构的反射光谱图进行温度传感。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
采用本发明所提供的技术方法制作的基于光子晶体光纤的FP温度传感器采用全光纤式结构，可避免电磁干扰对检测结果的影响。同时该传感器可靠性高，使用时只需将传感器所在部分置于待测温度的环境中，另一端连接光谱仪即可完成测试系统的搭建，通过经传感器反射光谱的自由谱宽的方式检测温度变化，灵敏度高。
附图说明
图1为传感器SMF-PCF-MMF示意图；
图2为温度-光谱数据采集示意图；
图3为光谱分析仪接收的反射光谱。
具体实施方式
为了使本技术领域人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述特征、目的及优点更加清晰易懂，现结合实施例对本发明做进一步解释说明，应当指出的是，在此列出的所有实施例仅仅是说明性的，并不意味着对本发明范围进行限定。
实施例1：
一种基于光子晶体光纤FP制备的温度传感器原理图如图1所示，其步骤为首先去除光子晶体光纤涂覆层，将端面切平，经酒精擦拭后与端面切平的单模光纤相对熔接；再将光子晶体光纤另外一端去除涂覆层后切平，与多模光纤熔接；最后在切平的多模光纤末端镀锡，构成SMF-PCF-MMF结构，进行温度传感。
光纤本发明的温度传感器检测温度系统如图2所示。光纤传感器粘贴在加热平台上，通过光纤环行器与光纤传感分析仪相连。光谱分析设备使用了Yokogawa公司生产的光谱分析仪，在本实验中进行反射光谱的采集；光纤环行器使用光纤F-P腔的反射干涉光谱传输至光纤传感分析仪。光纤传感器贴在加热平台上，利用其改变温度大小。
实验中的反射光谱如图3所示。当外界温度发生变化，反射光谱谱线会发生漂移，记录某特征峰在不同温度下对应的波长值即可实现对温度的高精度测量。

Claims (3)

1.一种基于光子晶体光纤FP结构的温度传感器，包括一段光子晶体光纤，其特征在于，所述光子晶体光纤一端熔接有单模光纤，另一端熔接有一段多模光纤；所述多模光纤的另一端面切平并镀锡，构成单模光纤-光子晶体光纤-多模光纤结构，利用该结构的反射光谱图进行温度传感。
2.如权利要求1所述的一种基于光子晶体光纤FP结构的温度传感器，其特征在于，所述FP温度传感器采用放大自发辐射光源发出的泵浦激光为光源。
3.一种基于光子晶体光纤FBG的FP温度传感器的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一）去除光子晶体光纤涂覆层，并将两个端面切平；
步骤二）将光子晶体光纤的一个端面与端面切平的单模光纤相对熔接；
步骤三）将光子晶体光纤另外一端去除涂覆层后切平，与一段多模光纤熔接；
步骤四）将多模光纤另一端面切平并镀锡，构成单模光纤-光子晶体光纤-多模光纤结构，利用该结构的反射光谱图进行温度传感。
CN201910059600.8A 2019-01-22 2019-01-22 基于光子晶体光纤fp结构的温度传感器及其制作方法 Pending CN109580037A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910059600.8A CN109580037A (zh) 2019-01-22 2019-01-22 基于光子晶体光纤fp结构的温度传感器及其制作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910059600.8A CN109580037A (zh) 2019-01-22 2019-01-22 基于光子晶体光纤fp结构的温度传感器及其制作方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109580037A true CN109580037A (zh) 2019-04-05

Family

ID=65917555

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910059600.8A Pending CN109580037A (zh) 2019-01-22 2019-01-22 基于光子晶体光纤fp结构的温度传感器及其制作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109580037A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110585001A (zh) * 2019-09-27 2019-12-20 华中科技大学 一种基于级联fpi温度传感器的光疗针灸针
CN111012356A (zh) * 2019-11-26 2020-04-17 武汉纺织大学 一种基于微纳光纤复合传感的步态检测与识别系统和方法
CN111208087A (zh) * 2020-02-27 2020-05-29 西安石油大学 一种基于粗锥的光纤湿度传感器及其工作原理和制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100160790A1 (en) * 2008-12-23 2010-06-24 Effiong Etukudo Iboksunnyvale Wearable photoacoustic vascular imaging system
CN102419221A (zh) * 2011-09-07 2012-04-18 南京大学 非偏振干涉高灵敏度光子晶体光纤温度传感器及制法
CN103162722A (zh) * 2013-03-13 2013-06-19 南开大学 微光纤法-珀微腔传感器及制作方法
CN103513326A (zh) * 2013-07-17 2014-01-15 中国科学院安徽光学精密机械研究所 一种全光纤空芯光子晶体光纤低压气体腔的制备方法
CN103852093A (zh) * 2013-12-19 2014-06-11 哈尔滨工业大学（威海） 一种基于模式干涉反射结构的光纤激光传感系统
CN104345046A (zh) * 2013-08-03 2015-02-11 重庆绿色智能技术研究院 光纤干涉仪、光纤传感器及其制作方法
CN205691170U (zh) * 2016-06-21 2016-11-16 中国计量大学 一种气压和温度同时测量的光纤传感器
CN207232015U (zh) * 2017-07-27 2018-04-13 天津求实飞博科技有限公司 一种基于光纤内腔结构的多参量混合传感系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100160790A1 (en) * 2008-12-23 2010-06-24 Effiong Etukudo Iboksunnyvale Wearable photoacoustic vascular imaging system
CN102419221A (zh) * 2011-09-07 2012-04-18 南京大学 非偏振干涉高灵敏度光子晶体光纤温度传感器及制法
CN103162722A (zh) * 2013-03-13 2013-06-19 南开大学 微光纤法-珀微腔传感器及制作方法
CN103513326A (zh) * 2013-07-17 2014-01-15 中国科学院安徽光学精密机械研究所 一种全光纤空芯光子晶体光纤低压气体腔的制备方法
CN104345046A (zh) * 2013-08-03 2015-02-11 重庆绿色智能技术研究院 光纤干涉仪、光纤传感器及其制作方法
CN103852093A (zh) * 2013-12-19 2014-06-11 哈尔滨工业大学（威海） 一种基于模式干涉反射结构的光纤激光传感系统
CN205691170U (zh) * 2016-06-21 2016-11-16 中国计量大学 一种气压和温度同时测量的光纤传感器
CN207232015U (zh) * 2017-07-27 2018-04-13 天津求实飞博科技有限公司 一种基于光纤内腔结构的多参量混合传感系统

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110585001A (zh) * 2019-09-27 2019-12-20 华中科技大学 一种基于级联fpi温度传感器的光疗针灸针
CN110585001B (zh) * 2019-09-27 2020-11-24 华中科技大学 一种基于级联fpi温度传感器的光疗针灸针
CN111012356A (zh) * 2019-11-26 2020-04-17 武汉纺织大学 一种基于微纳光纤复合传感的步态检测与识别系统和方法
CN111012356B (zh) * 2019-11-26 2022-06-24 武汉纺织大学 一种基于微纳光纤复合传感的步态检测与识别系统和方法
CN111208087A (zh) * 2020-02-27 2020-05-29 西安石油大学 一种基于粗锥的光纤湿度传感器及其工作原理和制备方法
CN111208087B (zh) * 2020-02-27 2023-07-21 西安石油大学 一种基于粗锥的光纤湿度传感器及其工作原理和制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108332876B (zh) 一种光纤温度传感器
Sun et al. An optical fiber Fabry–Perot interferometer sensor for simultaneous measurement of relative humidity and temperature
CN112945284B (zh) 一种基于悬浮光纤错位熔接的高灵敏度高温传感器
CN110987230B (zh) 一种双参量光纤传感模块及系统
CN107515054B (zh) 一种基于迈克尔逊干涉仪的光纤温度和折射率测量传感装置
CN109580037A (zh) 基于光子晶体光纤fp结构的温度传感器及其制作方法
CN102778306A (zh) 光子晶体光纤折射率温度传感器、制作方法及测量系统
CN101614601A (zh) 光纤内集成式微型迈克尔逊干涉传感器及其制作方法
CN110595515B (zh) 一种基于保偏光纤及fp腔的双参量光纤传感器
CN111337060A (zh) 一种基于并联结构游标效应的混合型传感器及其制作方法
Zhu et al. Temperature-compensated multi-point refractive index sensing based on a cascaded Fabry-Perot cavity and FMCW interferometry
CN107152941B (zh) 一种腔长可控的光纤f-p腔构成装置
Chen et al. Novel compact and low-cost ultraweak Fabry–Perot interferometer as a highly sensitive refractive index sensor
CN111610166A (zh) 开放式微腔mzi、开放式微腔mzi折射率传感器及测量方法
Li et al. Micro-cap on 2-core-fiber facet hybrid interferometer for dual-parameter sensing
CN109253986B (zh) 一种级联傅里叶变换光谱仪的双环光学传感器
CN114111857A (zh) 一种基于游标效应的光纤fpi级联mi传感装置
Meng et al. Humidity sensing and temperature response performance of polymer gel cold-spliced optical fiber Fabry-Perot interferometer
CN112179537A (zh) 一种基于光纤表面波导的法布里-珀罗干涉仪光纤传感器
CN112710633A (zh) 一种制备拼接结构马赫-曾德尔折射率传感器方法
CN110031097A (zh) 一种全光纤高斯型sled光源光谱平坦化装置
CN114137446B (zh) Fbg级联光纤复合结构的消除温度敏感磁场传感装置
CN111609874A (zh) 一种基于光纤内倾斜分束器的反射式马赫-曾德尔干涉仪
CN109580036A (zh) 基于光子晶体光纤fbg的fp温度传感器及其制作方法
CN109738373A (zh) 基于光子晶体光纤的pH值传感器及其制作方法

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

Application publication date: 20190405

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication