本发明专利技术适用于传感器技术领域，提供了一种基于迈克尔逊干涉仪的全光纤折射率计，包括依次顺序熔接的第一根单模光纤、细芯光纤和第二根单模光纤；所述细芯光纤的长度和所述第二根单模光纤的长度的比值符合一定数值范围。所述的基于迈克尔逊干涉仪的全光纤折射率计只需控制细芯光纤和第二根单模光纤的长度比值即可获得较好的干涉对比度，实现折射率的测量。该全光纤折射率计具有体积小、结构简单、成本低、灵敏度高、抗电磁干扰、耐腐蚀和可用于恶劣环境等优点。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术适用于传感器
，提供了一种基于迈克尔逊干涉仪的全光纤折射率计，包括依次顺序熔接的第一根单模光纤、细芯光纤和第二根单模光纤；所述细芯光纤的长度和所述第二根单模光纤的长度的比值符合一定数值范围。所述的基于迈克尔逊干涉仪的全光纤折射率计只需控制细芯光纤和第二根单模光纤的长度比值即可获得较好的干涉对比度，实现折射率的测量。该全光纤折射率计具有体积小、结构简单、成本低、灵敏度高、抗电磁干扰、耐腐蚀和可用于恶劣环境等优点。【专利说明】基于迈克尔逊干涉仪的全光纤折射率计、制作方法及系统
本专利技术属于传感器
，尤其涉及一种基于迈克尔逊干涉仪的全光纤折射率计、制作方法及系统。
技术介绍
折射率是流体介质比如液体，气体等重要的物理参数。流体的折射率通常与浓度、成分、物质含量等相关参量有关，这些参量可以在折射率上得到反映。因此可以通过测量折射率的变化了解其物理和化学性质。折射率测量的方法很多，其中光纤折射率传感器的类型有光纤布拉格光栅、长周期光纤光栅、光纤表面等离子体共振、光纤马赫-曾德干涉仪、光纤法布里一珀罗干涉仪等。这些光纤传感器普遍存在测量灵敏度低、折射率测量区间小、结构复杂或成本高等问题。Wong等人提出了一种基于纤芯错位熔接和电弧放电致光纤末端形成圆弧面的迈克尔逊干涉仪，基于高阶模式干涉原理获得为1.24X IO-4RIU的折射率探测极限，但这种结构的干涉对比度只有6dB左右，并且测量范围较窄，由于采用电弧放电制作的圆弧端，圆弧度具有随机性。因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种基于迈克尔逊干涉仪的全光纤折射率计、制作方法及系统，旨在提出一种制备方法简单、探测灵敏度高和测量范围大的新型全光纤折射率计。本专利技术是这样实现的，基于迈克尔逊干涉仪的全光纤折射率计，包括依次顺序熔接的第一根单模光纤、细芯光纤和第二根单模光纤；所述细芯光纤的长度和所述第二根单模光纤的长度的比值符合一定数值范围。所述的全光纤折射率计，其中，所述细芯光纤的长度在1100 μ m-1900 μ m范围内。所述的全光纤折射率计，其中，所述第二根单模光纤的长度在40 μ m-60 μ m范围内。所述的全光纤折射率计，其中，所述细芯光纤替换为色散位移光纤或光子晶体光纤。本专利技术还提供一种基于迈克尔逊干涉仪的全光纤折射率计的制作方法，所述全光纤折射率计包括第一根单模光纤、细芯光纤和第二根单模光纤，包括以下步骤:将第一根单模光纤的一端与细芯光纤的一端进行熔接，熔接点为JO1 ；将所述细芯光纤从熔接点JO1起间隔长度为LI处切平细芯光纤，并与第二根单模光纤进行熔接，熔接点为JO2，从熔接点JO2起间隔长度为L2处切平第二根单模光纤；其中，所述细芯光纤长度L1与第二根单模光纤长度L2比值符合一定的数值范围。所述的全光纤折射率计的制作方法，其中，位于熔接点JQ1与熔接点JQ2之间的细芯光纤的长度L1在1100 μ m-1900 μ m范围内。所述的全光纤折射率计的制作方法，其中，所述第二根单模光纤的长度L2在40 μ m-60 μ m 范围内。所述的全光纤折射率计的制作方法，其中，所述熔接点JQ1和JQ2利用商用熔接机设置熔接参数，所述熔接参数选用多模光纤熔接模式的默认参数。所述的全光纤折射率计的制作方法，其中，所述熔接的细芯光纤替换为色散位移光纤或光子晶体光纤。本专利技术还提供一种基于迈克尔逊干涉仪的全光纤折射率计系统，包括光源、光谱测量仪、耦合器和如上所述的任一全光纤折射率计，所述耦合器的第一输入端连接所述光源，所述耦合器的第二输入端连接所述光谱测量仪，所述耦合器的输出端连接所述全光纤折射率计的第一单模光纤，所述全光纤折射率计的第二单模光纤处的传感头浸没于待测液体中。本专利技术与现有技术相比，有益效果在于:通过控制细芯光纤和第二根单模光纤的长度就可以获得较好的干涉对比度，实现折射率的测量；所述的全光纤折射率计具有制备方法简易、结构简单、探测灵敏度高和测量范围大等优势。【专利附图】【附图说明】图1为基于迈克尔逊干涉仪的全光纤折射率计的结构示意图；图2为基于迈克尔逊干涉仪的全光纤折射率计的原理示意图；图3为全光纤折射率计在空气中测得的反射光谱图；图4a为当外界环境折射率从1.0变化到1.46时反射谱的演变图；图4b为当外界环境折射率从1.46变化到1.70时反射谱的演变图；图5a为当外界环境折射率从1.0变化到1.46时，1430nm—1480nm范围内的反射谱的演变图；图5b为当外界环境折射率从1.46变化到1.70时，1430nm—1480nm范围内的反射谱的演变图；图5c为波长在1454nm处光强度随折射率变化的关系图；图5d为波长在1454nm附近的波谷所对应的波长随折射率变化的关系图；图6a为全光纤折射率计在不同温度环境中的光谱；图6b为在1454nm附近波谷所对应的波长和强度随温度变化的关系图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提出了基于普通单模光纤(SMF)-细芯光纤(TCF)-单模光纤(SMF)熔接的迈克尔逊干涉仪结构。基于该干涉结构的全光纤折射率计相比于其他类型的全光纤折射率计，具有体积小、成本低、灵敏度高、抗电磁干扰、耐腐蚀和可用于恶劣环境等优点，在生化传感领域有着广泛的应用前景。结合图1、图2所示，一种基于迈克尔逊干涉仪的全光纤折射率计，包括依次顺序熔接的第一根单模光纤101、细芯光纤102和第二根单模光纤103 ;细芯光纤102的长度和第二根单模光纤103的长度的比值符合一定数值范围。当细芯光纤102的长度与第二根单模光纤103的长度比值为25?45倍范围内时，其实现的系统功能更佳，测得的光谱效果较好，干涉对比度较为理想。细芯光纤102的长度在1100 μ m-1900 μ m范围内，第二根单模光纤103的长度在40 μ m_60 μ m范围内，能更好地实现本专利技术的方案。优选的，所述细芯光纤102的长度为1736 μ m,所述第二单模光纤103的长度为58μπι，可以得到较好的光谱效果。具体地，全光纤折射率计在制作时可以用康宁公司生产的纤芯直径为8 μ m，包层直径为125 μ m的单模光纤(SMF-28)和Nufern公司生产的纤芯直径为4 μ m，包层直径为125 μ m的超高数值孔径单模光纤UHNA3 (细芯光纤)，UHNA3光纤的成分组合使得UHNA3光纤和SMF-28光纤熔接时纤芯热扩束，从而保证UHNA3和低数值孔径传输光纤的低损耗熔接。熔接时只需要控制细芯光纤102与末端第二单模光纤103的长度就可以获得较好的干涉对比度，实现折射率测量。所述的全光纤折射率计结构简单，采用一小段SMF-28光纤替代现有技术中的圆弧末端，大大降低了其制作的随机性，整个全光纤折射率计的长度不超过2_ ;通过结构参数优化，所述全光纤折射率计的折射率测量范围可增大到1.70，干涉条纹对比度可提高到24dB ;并且全光纤折射率计工作在反射模式易于实用。与上述实施例相结合，所述细芯光纤102可以替换为色散位本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于迈克尔逊干涉仪的全光纤折射率计，其特征在于，包括依次顺序熔接的第一根单模光纤、细芯光纤和第二根单模光纤；所述细芯光纤的长度和所述第二根单模光纤的长度的比值符合一定数值范围。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王义平，李正勇，廖常锐，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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