一种光纤激光压力传感器制造技术

本实用新型专利技术适用于光纤传感技术领域，本实用新型专利技术提供的一种光纤激光压力传感器，利用有源相移光纤布拉格光栅接收泵浦激光器发出的激光光源，并激射激光，激射的所述激光会逆向传输到波分复用器，并从所述波分复用器的一个端口输入到隔离器；所述激光经过所述隔离器单相传输，并经过光电探测器转化为电信号后，传输到频谱分析仪；所述频谱分析仪在接收到所述电信号时，实时记录和显示所述激光的拍频信息；通过在有源相移光纤布拉格光栅上施加压力，所述频谱分析仪上的拍频信息会发生变化，在进行压力测试时，根据预先获取的所述拍频信息和横向压力值的对应关系得到横向压力的大小；本实用新型专利技术提供的光纤激光压力传感器灵敏度高且成本低。

An Optical Fiber Laser Pressure Sensor

The utility model is applicable to the field of optical fiber sensing technology. The utility model provides an optical fiber laser pressure sensor, which receives the laser source emitted by the pump laser by using an active phase-shifted fiber Bragg grating, and lasers are lasered, which are conversely transmitted to the wavelength division multiplexer, and from the wavelength division multiplexer. A port is input to the isolator; the laser is transmitted through the isolator in a single phase and converted into an electrical signal by a photoelectric detector, and then transmitted to a spectrum analyzer; the spectrum analyzer records and displays the beat frequency information of the laser in real time when receiving the electrical signal; and the active phase-shifted optical fiber Bragg is used to record and display the beat frequency information of the laser in real time. When the pressure is applied on the grating, the beat information on the spectrum analyzer will change. When the pressure is tested, the transverse pressure can be obtained according to the corresponding relationship between the beat information and the transverse pressure value obtained in advance. The optical fiber laser pressure sensor provided by the utility model has high sensitivity and low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种光纤激光压力传感器
本技术属于光纤传感
，尤其涉及一种光纤激光压力传感器。
技术介绍
光纤激光器与传统的半导体激光器相比，具有光纤耦合性好、线宽窄、波长可选择性和高功率等优点。由于光纤的不均匀性、紫外光照射等因素引入双折射，光纤激光器输出的单纵模激光的两偏振态将不再重合。当两个偏振模式都同时满足阈值条件时，将会导致双频输出，会出现拍频现象。如果对相移光栅横向施加压力，会对光栅的两个偏振态产生影响，进而影响拍频信号变化。目前报道在光纤传感领域内实现压力测试的主要是采用波长解调的方法，这些方法存在不足之处，灵敏度不高、响应慢、低压无法测量、价格昂贵、结构复杂等。
技术实现思路
本技术提供一种光纤激光压力传感器，旨在采用频率解调的方法，通过对有源相移光纤布拉格光栅横向施加压力，并检测拍频信号的变化进而实现对压力的传感，该光纤激光压力传感器灵敏度高、简单、高效并且成本低。本技术提供了一种光纤激光压力传感器，包括：泵浦激光器、波分复用器和有源相移光纤布拉格光栅，还包括依次连接的隔离器、光电探测器和频谱分析仪；所述波分复用器包括：输入端、第一输出端和第二输出端，其中，所述输入端、第二输出端位于所述波分复用器的一侧，所述第一输出端位于所述波分复用器的另一侧；所述输入端与所述泵浦激光器的输出端连接，所述第一输出端与所述有源相移光纤布拉格光栅的输入端连接，所述第二输出端与所述隔离器的一端连接；所述泵浦激光器用于发出激光光源，所述波分复用器用于将所述激光光源泵浦到所述有源相移光纤布拉格光栅；所述有源相移光纤布拉格光栅用于在接收到所述激光光源后，激射激光，并将激射的所述激光逆向传输到所述波分复用器，并从所述波分复用器的第二输出端输入到所述隔离器；所述隔离器用于将所述激光单向传输到所述光电探测器，所述光电探测器用于将所述激光转换为电信号；所述频谱分析仪用于在接收到所述电信号时，实时记录和显示所述激光的拍频信息；并根据预先获取的所述拍频信息和横向压力值的对应关系，得到所述有源相移光纤布拉格光栅上所受的横向压力的大小。进一步地，所述光纤激光压力传感器还包括：载物台、辅助光纤和载玻片；所述辅助光纤与所述有源相移光纤布拉格光栅直径相同，所述有源相移光纤布拉格光栅和所述辅助光纤平行置于所述载物台上，所述载玻片置于所述有源相移光纤布拉格光栅和所述辅助光纤上面，通过施压模块给所述载玻片施加压力；所述载玻片为石英玻璃片。进一步地，所述光纤激光压力传感器还包括：光纤支架和光纤夹具，所述光纤夹具为旋转夹具，置于所述光纤支架上；所述光纤支架用于调整所述有源相移光纤布拉格光栅的高度；所述光纤夹具用于夹持所述有源相移光纤布拉格光栅。进一步地，所述有源相移光纤布拉格光栅为掺铒有源相移光纤布拉格光栅，所述掺铒有源相移光纤布拉格光栅激射激光的波长为1550nm。进一步地，所述泵浦激光器为980nm激光器。进一步地，所述泵浦激光器的输出端和所述波分复用器的输入端通过第一跳线连接，所述波分复用器的第一输出端与所述有源相移光纤布拉格光栅的输入端通过第二跳线连接，所述波分复用器的第二输出端与所述隔离器的一端通过第三跳线连接，所述隔离器的另一端与所述光电探测器的输入端通过第四跳线连接，所述光电探测器的输出端与所述频谱分析仪通过射频线缆连接；所述第一跳线允许传输的激光波长为980nm，所述第二跳线允许传输的激光波长为980nm和1550nm，所述第三跳线允许传输的激光波长为1550nm，所述第四跳线允许传输的激光波长为1550nm。进一步地，所述隔离器为偏振相关光隔离器。进一步地，所述频谱分析仪为即时频谱分析仪或扫瞄调谐频谱分析仪。本技术与现有技术相比，有益效果在于：本技术提供的一种光纤激光压力传感器，利用有源相移光纤布拉格光栅接收泵浦激光器发出的激光光源，并激射激光，激射的所述激光会逆向传输到波分复用器，并从所述波分复用器的一个端口输入到隔离器；所述有源相移光纤布拉格光栅的横向方向上所受的横向压力的不同，激射激光的拍频不同；所述激光经过所述隔离器单相传输，并经过光电探测器转化为电信号后，传输到频谱分析仪；所述频谱分析仪在接收到所述电信号时，实时记录和显示所述激光的拍频信息；并根据预先获取的所述拍频信息和横向压力值的对应关系，得到所述有源相移光纤布拉格光栅上所受的横向压力的大小；本技术与现有技术相比，采用频率解调的方法，对有源相移光纤布拉格光栅横向施加压力，通过拍频信号的频率变化进而实现对压力传感；由于有源相移光纤布拉格光栅的双折射受到微小横向压力就会发生变化，因此，该光纤激光压力传感器灵敏度高，并且简单、高效和成本低。附图说明图1是本技术实施例提供的一种光纤激光压力传感器的结构示意图；图2是图1提供的一种光纤激光压力传感器的施压区域的相关装置示意图；图3是本技术实施例提供的一种上述光纤激光压力传感器的压力测量方法的流程示意图；图4是本技术实施例提供的对有源相移光纤布拉格光栅在特定方向施加压力的示意图；图5a是本技术实施例提供的光纤激光压力传感器在不同压力下拍频信号强度变化的示意图；图5b是本技术实施例提供的光纤激光压力传感器在不同压力下对应拍频信号的线性拟合结果的示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、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技术，并不用于限定本技术。由于现有技术中存在利用波长解调的方法进行压力测试时灵敏度不高等问题。为了解决上述技术问题，本技术提出一种光纤激光压力传感器，采用频率解调的方法，对有源相移光纤布拉格光栅横向施加压力，通过拍频信号的频率变化进而实现对压力传感，提高了压力传感灵敏度。下面具体介绍本技术实施例提供的一种光纤激光压力传感器，如图1所示，包括：泵浦激光器101、波分复用器102和有源相移光纤布拉格光栅103，还包括依次连接的隔离器104、光电探测器105和频谱分析仪106；所述波分复用器102为三端口波分复用器，包括：输入端b1、第一输出端b2和第二输出端b3，其中，所述输入端b1、第二输出端b3位于所述波分复用器的一侧，所述第一输出端b2位于所述波分复用器102的另一侧。所述泵浦激光器101的输出端与所述波分复用器102的输入端之间通过第一跳线连接，所述有源相移光纤布拉格光栅103的输入端c1与所述波分复用器102的第一输出端之间通过第二跳线连接，所述隔离器104的一端与所述波分复用器102的第二输出端b3之间通过第三跳线连接；所述隔离器104的另一端与所述光电探测器105的输入端通过第四跳线连接，所述光电探测器105的输出端与所述频谱分析仪106通过射频线缆连接。所述泵浦激光器101用于发出激光光源，以发出的所述激光光源作为泵浦光源，经过所述第一跳线传输到所述波分复用器102；所述波分复用器102用于将所述激光光源泵浦到所述有源相移光纤布拉格光栅103，具体地，经过所述波分复用器102的激光光源从所述第一输出端b2输出，并经过所述第二跳线，从所述有源相移光纤布拉格光栅103的输入端c1进入到所述有源相移光纤布拉格光栅103；所述有源相移光纤布拉格光栅10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤激光压力传感器，其特征在于，包括：泵浦激光器、波分复用器和有源相移光纤布拉格光栅，还包括依次连接的隔离器、光电探测器和频谱分析仪；所述波分复用器包括：输入端、第一输出端和第二输出端，其中，所述输入端、第二输出端位于所述波分复用器的一侧，所述第一输出端位于所述波分复用器的另一侧；所述输入端与所述泵浦激光器的输出端连接，所述第一输出端与所述有源相移光纤布拉格光栅的输入端连接，所述第二输出端与所述隔离器的一端连接；所述泵浦激光器用于发出激光光源，所述波分复用器用于将所述激光光源泵浦到所述有源相移光纤布拉格光栅；所述有源相移光纤布拉格光栅用于在接收到所述激光光源后，激射激光，并将激射的所述激光逆向传输到所述波分复用器，并从所述波分复用器的第二输出端输入到所述隔离器；所述隔离器用于将所述激光单向传输到所述光电探测器，所述光电探测器用于将所述激光转换为电信号；所述频谱分析仪用于在接收到所述电信号时，实时记录和显示所述激光的拍频信息；并根据预先获取的所述拍频信息和横向压力值的对应关系，得到所述有源相移光纤布拉格光栅上所受的横向压力的大小。

【技术特征摘要】
1.一种光纤激光压力传感器，其特征在于，包括：泵浦激光器、波分复用器和有源相移光纤布拉格光栅，还包括依次连接的隔离器、光电探测器和频谱分析仪；所述波分复用器包括：输入端、第一输出端和第二输出端，其中，所述输入端、第二输出端位于所述波分复用器的一侧，所述第一输出端位于所述波分复用器的另一侧；所述输入端与所述泵浦激光器的输出端连接，所述第一输出端与所述有源相移光纤布拉格光栅的输入端连接，所述第二输出端与所述隔离器的一端连接；所述泵浦激光器用于发出激光光源，所述波分复用器用于将所述激光光源泵浦到所述有源相移光纤布拉格光栅；所述有源相移光纤布拉格光栅用于在接收到所述激光光源后，激射激光，并将激射的所述激光逆向传输到所述波分复用器，并从所述波分复用器的第二输出端输入到所述隔离器；所述隔离器用于将所述激光单向传输到所述光电探测器，所述光电探测器用于将所述激光转换为电信号；所述频谱分析仪用于在接收到所述电信号时，实时记录和显示所述激光的拍频信息；并根据预先获取的所述拍频信息和横向压力值的对应关系，得到所述有源相移光纤布拉格光栅上所受的横向压力的大小。2.如权利要求1所述的光纤激光压力传感器，其特征在于，所述光纤激光压力传感器还包括：载物台、辅助光纤和载玻片；所述辅助光纤与所述有源相移光纤布拉格光栅直径相同，所述有源相移光纤布拉格光栅和所述辅助光纤平行置于所述载物台上，所述载玻片置于所述有源相移光纤布拉格光栅和所述辅助光纤上面，通过施压模块给所述载玻片施加压力；所述载玻片为...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭奎奎，何俊，王义平，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：新型
国别省市：广东,44