基于游标效应的光纤光栅温度传感器和温度传感装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种基于游标效应的光纤光栅温度传感器和温度传感装置；光纤光栅温度传感器包括光纤，在光纤内包括级联的第一区域和第二区域，第一区域设置有两个结构参数一致且相隔预设距离的布拉格光纤光栅结构作为谐振腔从而构成FBG

【技术实现步骤摘要】
基于游标效应的光纤光栅温度传感器和温度传感装置


[0001]本技术涉及传感器
，具体是一种基于游标效应的光纤光栅温度传感器和基于游标效应的光纤光栅温度传感装置。

技术介绍

[0002]由于某些特殊应用领域对光纤温度传感器灵敏度有了更高要求，研究人员开始将游标效应作为一种增敏手段，从而进一步应用于光学检测中并取得一定的成效。
[0003]目前现有技术提出了各种光学游标结构，已经提出包括：FPI、MZI和FSI等的级联结构，但通常两个滤波器具有相同的灵敏度，不利于游标效应的产生。
[0004]通过组合两个不同灵敏度的干涉仪使用低灵敏度的干涉仪作为游标固定部分，高灵敏度的干涉仪作为游标滑动部分可以解决这个问题，但作为固定刻度的干涉仪影响仍然存在，且会被游标效应放大。由此，仍存在可解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本技术的目的是提供一种用于的光纤光栅温度传感器和基于游标效应的光纤光栅温度传感装置。
[0006]为了实现上述目的，在本技术第一方面，提供一种基于游标效应的光纤光栅温度传感器，光纤光栅温度传感器包括光纤，在光纤内包括级联的第一区域和第二区域，第一区域设置有两个结构参数一致且相隔预设距离的布拉格光纤光栅结构作为谐振腔从而构成FBG
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FP腔，第二区域设置有两个长周期光纤光栅结构从而构成双长周期光纤光栅结构，FBG
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FP腔与双长周期光纤光栅结构进行级联产生游标效应；FBG
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FP腔与长周期光纤光栅结构通过至少两种级联方式，使得FBG
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FP腔与长周期光纤光栅结构产生低灵敏度的结构和高灵敏度的结构。
[0007]在本技术实施例中，低灵敏度的结构作为游标固定部分，高灵敏度的结构作为游标滑动部分。
[0008]在本技术实施例中，两个布拉格光纤光栅结构为第一布拉格光纤光栅结构和第二布拉格光纤光栅结构，第一布拉格光纤光栅结构和第二布拉格光纤光栅结构的光栅长度为1000μm，光栅周期为0.5358μm，折射率调制深度为0.00015，第一布拉格光纤光栅结构和第二布拉格光纤光栅结构的长度为3000μm。
[0009]在本技术实施例中，两个长周期光纤光栅结构为第一长周期光纤光栅和第二长周期光纤光栅，第一长周期光纤光栅和第二长周期光纤光栅的光栅长度为50000μm，光栅周期为670.70882μm，折射率调制深度为0.00015，第一长周期光纤光栅和第二长周期光纤光栅的长度为50000μm。
[0010]在本技术实施例中，光纤包括以下的任一者：单模光纤、多模光纤、光子晶体光纤。
[0011]在本技术实施例中，光纤为单模光纤，纤芯直径为4.15μm，折射率为1.4492 μ
m,光纤包层直径为58.35μm，折射率为1.4403μm。
[0012]在本申请的第二方面，还提供一种基于游标效应的光纤光栅温度传感装置，包括如上述的纤光栅温度传感器，光纤光栅温度传感装置还包括：光信号发射器、光隔离器以及光谱仪；其中，光信号发射器与光隔离器的输入端连接，光隔离器的输出端与光纤光栅温度传感器的输入端连接，光纤光栅温度传感器的输出端与光谱仪连接。
[0013]在本技术实施例中，光信号发射器所发射的光信号为波长为800～1800nm的无突变的连续谱激光光源。
[0014]在本技术实施例中，光谱仪为检测波长范围在800～1800nm光强的光谱仪，检测灵敏度小于1nm。
[0015]在本技术实施例中，光信号发射器发射出1550nm的入射光信号。
[0016]通过上述技术方案，具备以下的有益效果：由于本技术实施例所提供的光纤光栅温温度传感器采用不同灵敏度的结构进行级联组合，通过产生游标效应，使传感器对温度具有更高的灵敏度；光纤光栅温度传感器设计的光纤光栅结构参数，如：光纤光栅长度、光栅周期和折射率调制深度可以得到精确控制，可以灵活设计，调节传感灵敏度和分辨率；光纤光栅温度传感器选用光纤制备，具有成本低、制备简单等优点；光纤光栅温度传感器采用光纤光栅技术，制备的FBG
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FP腔，不仅保留了传统FP腔的优点，同时还具有物理强度高，测量范围广的优点；双LPFG结构对比传统的Mach
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Zehnder干涉仪更容易实现，减小测量误差，有更高的分辨率。
[0017]本技术实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0018]附图是用来提供对本技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本技术实施例，但并不构成对本技术实施例的限制。在附图中：
[0019]图1是本技术实施例所提供的基于游标效应的光纤光栅温度传感器的结构示意图；
[0020]图2是根据本技术实施例的基于游标效应的光纤光栅温度传感装置的结构示意图；
[0021]图3为本技术实施例所示意的透射光谱图；以及
[0022]图4为本技术实施例所示意的反射光谱图。
[0023]附图标记说明
[0024]100、光纤光栅温度传感器；
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30、光纤；
[0025]10、光纤光栅法布里
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珀罗腔；
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20、双长周期光纤光栅结构；
[0026]101、第一布拉格光纤光栅结构；
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102、第二布拉格光纤光栅结构；
[0027]201、第一长周期光纤光栅201；
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202、第二长周期光纤光栅；
[0028]1、光信号发射器；
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2、光隔离器；
[0029]3(100)、光纤光栅温度传感器；
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4、光谱仪；
[0030]5、上位机。
具体实施方式
[0031]以下结合附图对本技术实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本技术实施例，并不用于限制本技术实施例。
[0032]以下结合附图对本技术实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本技术实施例，并不用于限制本技术实施例。
[0033]需要说明，本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
) 仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0034]另外，在本技术中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于游标效应的光纤光栅温度传感器，其特征在于，所述光纤光栅温度传感器包括光纤，在所述光纤内包括级联的第一区域和第二区域，所述第一区域设置有两个结构参数一致且相隔预设距离的布拉格光纤光栅结构作为谐振腔从而构成FBG
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FP腔，所述第二区域设置有两个长周期光纤光栅结构从而构成双长周期光纤光栅结构，所述FBG
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FP腔与所述双长周期光纤光栅结构进行级联产生游标效应；所述FBG
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FP腔与所述长周期光纤光栅结构通过至少两种级联方式，使得所述FBG
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FP腔与所述长周期光纤光栅结构产生低灵敏度的结构和高灵敏度的结构。2.根据权利要求1所述的基于游标效应的光纤光栅温度传感器，其特征在于，所述低灵敏度的结构作为游标固定部分，所述高灵敏度的结构作为游标滑动部分。3.根据权利要求1所述的基于游标效应的光纤光栅温度传感器，其特征在于，所述两个布拉格光纤光栅结构为第一布拉格光纤光栅结构和第二布拉格光纤光栅结构，所述第一布拉格光纤光栅结构和所述第二布拉格光纤光栅结构的光栅长度为1000μm，光栅周期为0.5358μm，折射率调制深度为0.00015，所述第一布拉格光纤光栅结构和第二布拉格光纤光栅结构的长度为3000μm。4.根据权利要求1所述的基于游标效应的光纤光栅温度传感器，其特征在于，所述两个长周期光纤光栅结构为第一长周期光纤光栅和第二长周期光纤光栅，所述第一长周期光纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：李嘉其，余泉澔，温坤华，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：