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制造方法及图纸

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。本发明专利技术只需将与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。

【技术实现步骤摘要】
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
本专利技术属于光纤传感

技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术通过以下技术方案实现的。本专利技术所述的一种利用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。本专利技术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。本专利技术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。本专利技术所述的一种利用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。本专利技术的技术效果是：本专利技术利用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（ASEsource）、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为本专利技术装置测量甘油溶液折射时OSA光谱仪获得的损耗谱图。具体实施方式本专利技术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，本专利技术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。本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉龙，杨泓，李学文，胡小武，王文琴，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：江西,36