CN206945023U - 一种弯曲矢量的光纤传感器 - Google Patents
一种弯曲矢量的光纤传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN206945023U CN206945023U CN201720382788.6U CN201720382788U CN206945023U CN 206945023 U CN206945023 U CN 206945023U CN 201720382788 U CN201720382788 U CN 201720382788U CN 206945023 U CN206945023 U CN 206945023U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- core
- twin
- lpfg
- bending
- fibre
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Abstract
本实用新型公开了一种弯曲矢量的光纤传感器,由宽带光源,输入单模光纤、不对称双芯型长周期光纤光栅,输出单模光纤和光谱仪组成;其中不对称双芯光纤光栅是通过CO2激光烧蚀刻制而成。由于双芯长周期的光纤光栅的双芯不是对称的,其中一芯在中间,而另一芯偏置在光纤轴线一边,从而形成具有较高偏振相关特性的双芯长周期光纤光栅。这种高偏振相关特性的长周期光纤光栅除了弯曲会引起频谱的漂移外,其弯曲方向不同,频谱的漂移方向也不同,从而可以测量弯曲的大小和方向。
Description
技术领域
本实用新型提出了一种弯曲矢量的光纤传感器,属于光纤传感技术领域。
背景技术
长周期光纤光栅,因其灵敏度高,结构精巧,抗电磁干扰等优势,广泛应用于应力、温度、弯曲、折射率、扭转等参数的测量中。
为了可以同时测量弯曲大小和方向的传感器,可以在非对称结构的光纤包括偏芯光纤、 D型光纤上写制长周期光纤光栅,利用紫外曝光技术在多芯光纤上写制长周期光纤光栅,在小范围曲率内可以做成超高灵敏度的弯曲矢量传感器。
发明内容
针对现有技术的不足,本实用新型的目的在于提供一种超高灵敏度测量弯曲矢量的光纤型传感器,利用高频CO2激光单侧曝光技术在双芯光纤中写入光栅,其结构可以视为在两个纤芯上同时写入了相同周期和相同长度的长周期光纤光栅。该结构实现了纤芯模和包层模、以及两个纤芯模式之间的耦合。利用光纤光栅的非对称模式,所制作的传感器在0~1.0m-1微弯范围内,灵敏度达到2.0nm/m-1。另外,通过谐振峰波长的红移和蓝移,可以鉴别弯曲方向,实现弯曲曲率大小和方向的同时测量。
本实用新型通过以下技术方案实现:一种弯曲矢量光纤传感器,其特征在于包括宽带光源,输入单模光纤,不对称双芯长周期光纤光栅,输出单模光纤和光谱分析仪,其中输入单模光纤左端连接宽带光源,右端与不对称双芯长周期光纤光栅连接,输出单模光纤左端与不对称双芯长周期光纤光栅连接并与右端的光谱分析仪连接。
所述的不对称双芯长周期光纤光栅纤芯是采用二氧化碳激光器烧蚀刻制而成,双芯是都具有相同周期和长度的长周期光纤光栅,双芯的其中一个纤芯位于正中心,另一个纤芯偏于光纤的轴线一边,刻制周期数为400-500μm,栅格数为30-50个。
所述的宽带光源的波长范围为1250nm-1650nm。
本实用新型的有益效果是:提出对微弯范围内的不对称的双芯长周期光纤光栅的高束缚能力,可以超高灵敏度的测量弯曲矢量的大小和方向,该传感器对微弯范围内的弯曲矢量敏感性将明显增强。利用CO2激光单侧曝光技术在不对称双芯光纤上写制长周期光纤光栅,由于光纤器件的非对称结构,对偏振性能特别敏感,偏振相关损耗达到20dB以上。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是不对称双芯长周期光纤光栅的示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型作进一步说明。
如图1所示,一种弯曲矢量的光纤传感器,包括宽带光源1,输入单模光纤2,不对称双芯长周期光纤光栅3,输出单模光纤4和光谱分析仪5,其中输入单模光纤2左端连接宽带光源1,右端与双芯长周期光纤光栅3连接,输出单模光纤4左端与不对称双芯长周期光纤光栅3连接并与右端的光谱分析仪5连接。图2是不对称双芯长周期光纤光栅的示意图,两个纤芯与光纤包层的关系如图2所示,双芯中的一个纤芯与包层是同轴对称,而另一个纤芯偏置于包层一边,与包层非同轴对称。采用高频CO2激光打标技术,两个相互平行的纤芯进行单侧曝光刻制而成。
本实用新型的工作原理是:由于不对称双芯长周期的光纤光栅的双芯不是对称的,其中一芯在中间,而另一芯偏置在一边,从而形成不对称双芯长周期光纤光栅。当宽带光源发出的光通过单模光纤输入不对称的双芯长周期光纤光栅,由基模耦合向包层模,但是部分包层模会在不对称双芯长周期光纤光栅的作用下耦合向外侧纤芯并且以导模形式传输,由于长周期光纤光栅的不对称性,引起光偏振态的变化,光纤对光场的束缚能力增强,辐射模式较少产生波长的蓝移和红移,通过波长的移动大小可以获得弯曲的大小。不对称长周期光纤光栅的弯曲方向不同,当向下弯曲时频谱会发生蓝移,光纤向上弯曲时频谱会发生红移,通过波长的移动方向获得弯曲的方向。
本实用新型能实现的关键技术为:采用的是不对称双芯长周期光纤光栅,因为当光源的光经单模光纤耦合入双芯光纤中不对称双芯纤芯1中,在双芯纤芯1中以基模LP01-1模式传输,此时双芯纤芯2中几乎没有光波传输。当传输光经过不对称双芯长周期光纤光栅纤芯 1中,双芯纤芯1基模LP01-1会耦合向高阶包层模;与此同时,包层模中携带的能量在不对称双芯长周期光纤光栅2的作用下直接耦合到双芯纤芯2中,并以双芯纤芯2中的基模LP01-2 形式传输。通过谐振峰波长的偏移可以得到超高灵敏度的弯曲矢量大小和方向的测量。
Claims (2)
1.一种弯曲矢量的光纤传感器,其特征在于包括:宽带光源(1),输入单模光纤(2),不对称双芯长周期光纤光栅(3),输出单模光纤(4)和光谱分析仪(5),其中输入单模光纤(2)左端连接宽带光源(1),右端与双芯长周期光纤光栅(3)连接,输出单模光纤(4)左端与双芯长周期光纤光栅(3)连接并与右端的光谱分析仪(5)连接。
2.根据权利要求1所述的一种弯曲矢量的光纤传感器,其特征在于所述的不对称双芯长周期光纤光栅(3)是采用二氧化碳激光器烧蚀刻制,不对称双芯长周期光纤光栅(3)是双芯具有相同周期和长度的长周期光纤光栅,双芯的其中一个纤芯位于正中心,另一个纤芯偏于光纤的轴线一边,刻制周期数为400-500μm,栅格数为30-50个。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201720382788.6U CN206945023U (zh) | 2017-04-12 | 2017-04-12 | 一种弯曲矢量的光纤传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201720382788.6U CN206945023U (zh) | 2017-04-12 | 2017-04-12 | 一种弯曲矢量的光纤传感器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN206945023U true CN206945023U (zh) | 2018-01-30 |
Family
ID=61359350
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201720382788.6U Expired - Fee Related CN206945023U (zh) | 2017-04-12 | 2017-04-12 | 一种弯曲矢量的光纤传感器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN206945023U (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114355515A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-15 | 哈尔滨工程大学 | 一种d形光纤耦合器的制备方法 |
CN114562953A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-05-31 | 北京邮电大学 | 非对称双芯光纤的弯曲测量结构、实验仪器以及传感器 |
-
2017
- 2017-04-12 CN CN201720382788.6U patent/CN206945023U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114355515A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-15 | 哈尔滨工程大学 | 一种d形光纤耦合器的制备方法 |
CN114355515B (zh) * | 2021-12-27 | 2023-08-01 | 哈尔滨工程大学 | 一种d形光纤耦合器的制备方法 |
CN114562953A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-05-31 | 北京邮电大学 | 非对称双芯光纤的弯曲测量结构、实验仪器以及传感器 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103439765B (zh) | 一种全光纤型多径干涉仪 | |
CN105928549B (zh) | 基于级联少模光纤的多物理量有源光纤传感器及传感方法 | |
CN103852191B (zh) | 一种折射率不敏感的光纤温度传感器 | |
CN109632133A (zh) | 一种基于光纤的温度测量装置及方法 | |
CN110333016A (zh) | 基于混合级联光纤干涉仪的应力传感装置及解调方法 | |
CN104154883A (zh) | 一种基于倾斜光纤光栅熔融拉锥结构的倾角测量传感器 | |
CN207964137U (zh) | 一种基于飞秒激光微加工的m-z应力传感器 | |
CN203908582U (zh) | S型锥内嵌式光纤布拉格光栅双参数传感器 | |
CN206945023U (zh) | 一种弯曲矢量的光纤传感器 | |
CN110118539B (zh) | 一种克服温度干扰的光纤倾角传感器及方法 | |
Amorebieta et al. | Compact omnidirectional multicore fiber-based vector bending sensor | |
He et al. | Bend sensor based on Mach-Zehnder interferometer using single-mode fiber with helical structure | |
Yu et al. | High-sensitive curvature sensor based on negative curvature hollow core fiber | |
CN102494816B (zh) | 一种基于光子晶体光纤的压力传感方法及传感器 | |
Cai et al. | Temperature-insensitive curvature sensor with few-mode-fiber based hybrid structure | |
Wang et al. | A high sensitivity refractive index sensor based on photonic crystal fibre Mach–Zehnder interferometer | |
US8422839B2 (en) | Optical fiber-type optical filter | |
CN102109635A (zh) | 倾斜长周期及超长周期光纤光栅的激光脉冲写制方法 | |
CN205861002U (zh) | 一种基于球形结构和光子晶体光纤的光纤应变传感器 | |
Tang et al. | Sensitivity optimization of symmetric multi-core fiber strain sensor based on mode-coupling theory | |
CN103940376A (zh) | 基于方形波导的扭转测试系统 | |
Yuan et al. | A twin-core and dual-hole fiber design and fabrication | |
CN208476270U (zh) | 一种基于飞秒激光刻写波导的光纤线上马赫-曾德干涉仪 | |
CN115307567A (zh) | 一种基于多芯光纤拉锥的曲率传感器及其制备方法 | |
CN205373660U (zh) | 一种内嵌球形结构的长周期光纤光栅曲率传感器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180130 Termination date: 20190412 |