一种基于液体填充空芯环状光纤光栅的温度传感方法技术

一种基于液体填充空芯环状光纤光栅的温度传感方法。空芯环状光纤的上半环上刻制长周期光纤光栅，此非对称长周期光纤光栅将入射线偏振基模HE11x转化为TE01模式和HE21x模式。输入的HE11x模式由于光能量损耗，在其透射光谱中形成谐振谷，谐振谷的中心波长为谐振波长。在空芯环状光纤的空芯中填充具有高热光系数的折射率匹配液，环境温度变化时，折射率匹配液的折射率值发生改变，引起光栅谐振波长位置改变。温度传感系统由宽谱光源，输入单模光纤，保偏光纤，空芯环状光纤光栅，输出单模光纤和光谱分析仪组成。随温度升高，光栅谐振波长线性增大。该方法测量具有稳定性好、灵敏度高等优点。

A temperature sensing method based on liquid filled hollow fiber Bragg grating

A temperature sensing method based on liquid filled hollow fiber Bragg grating (FBG). Hollow core optical fiber ring on the semi ring engraved on long period fiber grating, the non symmetric LPFG into ray polarization mode HE11x into TE01 mode and HE21x mode. The input HE11x mode, due to the loss of light energy, forms a resonant Valley in its transmission spectrum, and the central wavelength of the resonant Valley is resonant wavelength. In the hollow ring fiber core, the refractive index matching liquid with high thermal optical coefficient is filled. When the ambient temperature changes, the refractive index value of the refractive index matching liquid is changed, causing the position of the grating resonance wavelength change. The temperature sensing system consists of wide spectrum light source, input single mode fiber, polarization maintaining fiber, hollow core ring fiber Bragg grating, output single mode fiber and spectral analyzer. With the increase of temperature, the resonant wavelength of the grating increases linearly. This method has the advantages of good stability and high sensitivity.

【技术实现步骤摘要】
一种基于液体填充空芯环状光纤光栅的温度传感方法
本专利技术属于传感器
，涉及一种基于液体填充空芯环状光纤光栅的温度传感方法。
技术介绍
由于其体积小，高灵敏度，不受电磁干扰，耐化学腐蚀等优点，光纤温度传感器的研究越来越受学者们关注。目前，已有报道多种光纤温度传感器，例如光纤光栅温度传感器，侧边抛磨光纤温度传感器，光纤荧光温度传感器，光纤环温度传感器，光纤干涉仪温度传感器等。普通光纤传感器的温度测量灵敏度较低，因为其温度传感机理主要依赖于二氧化硅材料的热光特性，而二氧化硅材料的热光系数较低。近年来，许多学者报道了将光纤与具有高热光系数的材料结合的方法来提高光纤温度传感器的灵敏度。光纤与高热光系数材料结合的温度传感器可以分为两大类：一类是将光纤结构密封在具有高热光系数的材料中，另一种将高热光系数的材料填充到具有微孔结构的特殊光纤中。对于材料封装型光纤温度传感器，例如酒精封装的微光纤锥和液体封装的S形锥，材料的热光效应和热膨胀效应使得光纤结构对温度变化非常敏感，酒精封装的微光纤锥和液体封装的S形锥的温度测量灵敏度分别高达-3.88nm/℃和-1.403nm/℃。然而，为了获得较高的温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于液体填充空芯环状光纤光栅的温度传感方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：通过化学气相沉积法和光纤拉制制得空芯环状光纤；该空芯环状光纤的环芯内径a1为0.5～1.5μm，环芯外径a2为2.5～3.5μm，包层半径a3为50～65μm，高折射率环折射率n2为1.468～1.469，包层折射率n3为1.44～1.446；该空芯环状光纤支持六个以上矢量模式，即至少包括前六阶矢量模式HE11x、HE11y、HE21x、HE21y、TE01和TM01；步骤2：将不透光液体填充于空芯环状光纤，并进行单侧紫外曝光，使该空芯环状光纤的上半环刻制有非对称光栅；光栅周期Λ为150～300μm，光栅周期个数...

【技术特征摘要】
1.一种基于液体填充空芯环状光纤光栅的温度传感方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：通过化学气相沉积法和光纤拉制制得空芯环状光纤；该空芯环状光纤的环芯内径a1为0.5～1.5μm，环芯外径a2为2.5～3.5μm，包层半径a3为50～65μm，高折射率环折射率n2为1.468～1.469，包层折射率n3为1.44～1.446；该空芯环状光纤支持六个以上矢量模式，即至少包括前六阶矢量模式HE11x、HE11y、HE21x、HE21y、TE01和TM01；步骤2：将不透光液体填充于空芯环状光纤，并进行单侧紫外曝光，使该空芯环状光纤的上半环刻制有非对称光栅；光栅周期Λ为150～300μm，光栅周期个数N为25～60；折射率调制值Δn为2.6×10-4～3.2×10-4；步骤3：利用毛细作用或压差法在空芯环状光纤光栅的空芯内填充折射率匹配液；所述折射率匹配液，在温度为15℃～45℃时，其折射率n1为1.4362～1.4479；步骤4：连接温度传感系统；宽谱光源通过输入单模光纤连接到保偏光纤，液体填充的空芯环状光纤光栅一端连接到保偏光纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵勇，夏凤，胡海峰，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21