一种基于折射率传感的微光纤半耦合反射式探针结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于折射率传感的微光纤半耦合反射式探针结构。目前，光纤传感器的制作不但成本高昂，而且制作过程繁琐。此外大多数的光纤耦合传感器工作在传输模式下，其中光源和检测器在两端分离。一种微光纤半耦合反射式探针，其组成包括：光源(1)和光谱仪(5)，光源和光谱仪分别放置与检测结构的一端，光源通过导入单模光纤(2)与微光纤半耦合反射式探针(3)结构的第一端口连接，光谱仪通过导出单模光纤(4)与微光纤半耦合反射式探针结构第二端口连接，光源发出的光经过第一端口输入，传输到微光纤半耦合反射式探针结构端面时部分光反射沿原路径返回，经第二端口传输出去。本实用新型专利技术应用于光纤传感技术领域领域。实用新型专利技术应用于光纤传感技术领域领域。实用新型专利技术应用于光纤传感技术领域领域。

【技术实现步骤摘要】
一种基于折射率传感的微光纤半耦合反射式探针结构


[0001]本技术涉及一种光纤传感
，具体涉及一种基于折射率传感的微光纤半耦合反射式探针结构。

技术介绍

[0002]目前，已经提出并证明了许多用于折射率测量的光纤设备，如光纤干涉仪、光纤布拉格光栅、长周期光纤光栅、特殊光学传输设备、回音壁模式光学谐振器、表面等离子体共振设备、单模多模单模设备，光子晶体光纤传感器和熔融光纤定向耦合器。总的来说，这些光纤设备具有紧凑的尺寸、高灵敏度和快速响应。此外，光纤定向耦合器也可以用作传感器，因为光耦合取决于周围环境。例如，光纤耦合器已被证明用于传感力、温度、电流、磁场和折射率。
[0003]然而，上述光纤传感器的制作不但成本高昂，而且制作过程繁琐。此外大多数的光纤耦合传感器工作在传输模式下，其中光源和检测器在两端分离。通过Sagnac环路来制备光纤耦合传感器，可以使输入和输出端口可以位于一个单端，但仍需要固定锥形腰部区域，以防止其弯曲，这可能会在耦合区域中产生大的、有时不可预测的变化，从而难以解释传感器信号。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种基于折射率传感的微光纤半耦合反射式探针结构。
[0005]上述的目的通过以下的技术方案实现：
[0006]一种基于折射率传感的微光纤半耦合反射式探针结构，其组成包括：光源和光谱仪，所述的光源和所述的光谱仪分别放置与检测结构的一端，所述的光源通过导入单模光纤与微光纤半耦合反射式探针结构的第一端口连接，所述的光谱仪通过导出单模光纤与微光纤半耦合反射式探针结构第二端口连接，所述的光源发出的光经过第一端口输入，传输到微光纤半耦合反射式探针结构端面时部分光反射沿原路径返回，经第二端口传输出去。
[0007]所述的基于折射率传感的微光纤半耦合反射式探针结构是由第一耦合单模光纤中部和第二耦合单模光纤中部通过熔融拉锥耦合形成的对称耦合区进行切割所形成的微光纤半耦合反射式探针结构。
[0008]所述的基于折射率传感的微光纤半耦合反射式探针结构，所述的微光纤半耦合反射式探针结构的耦合区的两根光纤耦合情况接近并行排列，且微光纤半耦合反射式探针结构腰锥直径为7μm，长度为1
‑
2cm。
[0009]所述的基于折射率传感的微光纤半耦合反射式探针结构，所述的导入单模光纤和所述的导出单模光纤纤芯/包层直径为8.3/125μm。
[0010]所述的基于折射率传感的微光纤半耦合反射式探针结构，所述的光源为ASE宽带光源。
[0011]本技术所达到的有益效果是：
[0012]1.本技术利用全光纤型结构进行传感，具有抗电磁干扰、电绝缘、高品质因子、窄带宽、灵敏度高、体积小、质量轻、外形结构灵活多变且适应性强、应用范围广泛、可靠性高等优点。同时具有反射模式操作的优点，可用于原位化学和生物传感。
[0013]2.本技术传感器与基于传输模式的耦合器传感器相比，基于反射的探针可以通过一个小的单点插入来检测样本的折射率，避免了很多因光纤耦合器的腰锥弯曲而导致的不可预测的变化。
[0014]3.本技术不仅具有反射模式操作和小尺寸的优点，而且制作简单，使用单模光纤可以大大降低制作成本，还可以解决因腰锥直径弯曲带来的不可预测的变化，因此该结构可以广泛应用于建筑健康监测、矿井探测、原位化学和生物传感等各项领域中。
附图说明
[0015]附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。
[0016]在附图中：
[0017]图1为本技术的结构示意图；
[0018]1、光源，2、导入单模光纤，3、微光纤半耦合反射式探针结构，4、导出单模光纤，5、光谱仪，3
‑
1、第一端口，3
‑
2、第二端口。
具体实施方式
[0019]以下结合附图对本技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。
[0020]实施例1：
[0021]参照附图1，一种基于折射率传感的微光纤半耦合反射式探针结构。包括依次连接的光源1、导入单模光纤2、微光纤半耦合反射式探针结构3、导出单模光纤4、光谱仪5。
[0022]一种基于折射率传感的微光纤半耦合反射式探针结构，其组成包括：光源和光谱仪，所述的光源和所述的光谱仪分别放置与检测结构的一端，所述的光源通过导入单模光纤与微光纤半耦合反射式探针结构的第一端口连接，所述的光谱仪通过导出单模光纤与微光纤半耦合反射式探针结构第二端口连接，所述的光源发出的光经过第一端口输入，传输到微光纤半耦合反射式探针结构端面时部分光反射沿原路径返回，经第二端口传输出去。所述的微光纤半耦合反射式探针结构是由第一耦合单模光纤中部和第二耦合单模光纤中部通过熔融拉锥耦合形成的对称耦合区进行切割所形成的微光纤半耦合反射式探针结构。所述的基于折射率传感的微光纤半耦合反射式探针结构，所述的合区的两根光纤耦合情况近似为并行排列，且微光纤半耦合反射式探针结构腰锥直径大约为7μm，长度为1
‑
2cm。所述的基于折射率传感的微光纤半耦合反射式探针结构，所述的导入单模光纤和所述的导出单模光纤纤芯/包层直径为8.3/125μm。所述的基于折射率传感的微光纤半耦合反射式探针结构，所述的光源为ASE宽带光源。所述的微光纤半耦合反射式探针结构，包括使用红宝石切割刀垂直对准吸附于拉锥机位移平台槽内的第一耦合单模光纤中部和第二耦合单模光纤中部耦合形成的对称耦合区进行切割所形成的微光纤半耦合反射式探针结构。
[0023]实施例2：
[0024]一种基于折射率传感的微光纤半耦合器的制备方法，所述的传感器为上述的传感器，包括如下步骤：
[0025]选取两根标准单模光纤，剥去中间部分涂覆层并擦拭干净，将去除涂覆层部分以双螺旋方式搅合几圈并吸附于拉锥机的位移平台内进行拉锥。拉锥完毕后，会得到微光纤耦合器，使用红宝石切割刀垂直对准吸附于拉锥机位移平台槽内的微光纤耦合器耦合区中心部位进行切割，尽量保证端面的平整性；
[0026]依次连接所述的光源1、导入单模光纤2、光经第一端口3
‑
1输入，传输到探针端面时部分光反射沿原路径返回，经第二端口3
‑
2传输出去，导出单模光纤4、光谱仪5。
[0027]一种基于折射率传感的微光纤半耦合反射式探针结构的应用，将上述的传感器应用到折射率敏感度的测量中。
[0028]实施例3：
[0029]在本技术的一些实施例中，折射率敏感度的测量包括如下步骤：
[0030]打开光源1，光源1发出的光信号依次经导入单模光纤2、微光纤半耦合器3、导出单模光纤4传输到光谱仪5，将所述的传感器完全浸入甘油水溶液中，通过添加甘油改变溶液浓度，得到不同折射率下的反射光谱。拉锥的长本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于折射率传感的微光纤半耦合反射式探针结构，其组成包括：光源和光谱仪，所述的光源和所述的光谱仪分别放置与检测结构的一端，其特征是：所述的光源通过导入单模光纤与微光纤半耦合反射式探针结构的第一端口连接，所述的光谱仪通过导出单模光纤与微光纤半耦合反射式探针结构第二端口连接，所述的光源发出的光经过第一端口输入，传输到微光纤半耦合反射式探针结构端面时部分光反射沿原路径返回，经第二端口传输出去;所述的微光纤半耦合反射式探针结构是由第一耦合单模光纤中部和第二耦合单模光纤中部通过熔融拉锥耦合形成的对称耦合区进行切割所形成的微光纤半耦...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳春郁，董臻，姚铭，沈彤，孟祥超，
申请(专利权)人：黑龙江大学，
类型：新型
国别省市：