一种基于花生型结构的偏双芯光纤传感器制造技术

本技术提供了一种基于花生型结构的偏双芯光纤传感器，包括：入射光纤、第一多模光纤、第一偏双芯光纤、第二偏双芯光纤、第二多模光纤和出射光纤；所述入射光纤的任一端与所述第一多模光纤的一端连接；所述第一多模光纤的另一端与所述第一偏双芯光纤的一端连接；所述第一偏双芯光纤的另一端与所述第二偏双芯光纤的一端连接，且所述第一偏双芯光纤与所述第二偏双芯光纤之间通过花生型结构连接；所述第二偏双芯光纤的另一端与所述第二多模光纤的一端连接；所述第二多模光纤的另一端与所述出射光纤连接。本技术利用花生结构使光从纤芯耦合到包层，增加包层模式光强，减小基模强度，优化干涉效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光纤传感领域，具体涉及一种基于花生型结构的偏双芯光纤传感器。

技术介绍

1、光信息网络蓬勃发展，可集成应用于工业、医疗及建筑工程领域，例如，航天设备柔性外壳，医疗内窥成像系统及建筑结构健康监测系统等。光纤传感器件在上述诸多领域扮演了至关重要的角色。基于此，光纤曲率传感器因其良好的性能及实用度高等优点备受关注。目前，光纤曲率传感器主要有长周期光纤布喇格光栅型(lfbg)、马赫曾德干涉型和塞格纳克环形干涉型等，可满足不同应用场景的需求。其中，马赫曾德干涉型光纤干涉仪因结构紧凑灵敏度高而脱颖而出，在光纤内传感结构受外力调制时，其传输模式会同步产生相应调制效果进而致使传输光谱发生规律性变化，这种规律性变化为高精度曲率监测提供了可能。

2、但是现有的曲率传感器还存在一些问题，大多数传感方案无法在传感器同时发生多个方向弯曲时进行区分，以及灵敏度低且结构复杂等。

技术实现思路

1、本技术提供一种基于花生型结构的偏双芯光纤传感器，该光纤传感器的曲率灵敏度较高，且可以同时实现强度调制和波长调制，在波长调制情况下其传输光谱会因弯曲方向不同显示出不同的漂移方向，基于上述特性，此传感器可以实现0°，90°，180°三个方向弯曲同时测量。

2、第一方面，本技术提供一种基于花生型结构的偏双芯光纤传感器，包括：

3、入射光纤、第一多模光纤、第一偏双芯光纤、第二偏双芯光纤、第二多模光纤和出射光纤；

4、其中，所述入射光纤的任一端与所述第一多模光纤的一端连接；所述第一多模光纤的另一端与所述第一偏双芯光纤的一端连接；所述第一偏双芯光纤与所述第二偏双芯光纤之间通过花生型结构连接；

5、所述第二偏双芯光纤的另一端与所述第二多模光纤的一端连接；所述第二多模光纤的另一端与所述出射光纤连接。

6、可选的，所述入射光纤和所述出射光纤为单模光纤，所述单模光纤包括第一纤芯和第一包层；所述单模光纤的第一纤芯的直径为9μm，所述单模光纤的第一包层的直径为125μm。

7、可选的，所述第一多模光纤和第二多模光纤均包括第二纤芯和第二包层；

8、所述第二纤芯的直径为105μm，所述第二包层的直径为125μm，且所述第二纤芯位于所述第一多模光纤和第二多模光纤的中心。

9、可选的，所述第一偏双芯光纤和所述第二偏双芯光纤均包括第三纤芯、偏芯和第三包层，其中，所述第三纤芯位于所述第一偏双芯光纤和所述第二偏双芯光纤的中心；所述偏芯的中心与所述第三纤芯的距离为42.3μm；

10、所述第三纤芯和所述偏芯的直径均为10μm，所述第三包层的直径为125μm。

11、可选的，所述花生型结构包括第一球形结构和第二球形结构，所述第一球形结构和第二球形结构均包括球形纤芯、球形偏芯和球形包层；其中，所述第一球形结构与所述第一偏双芯光纤为同一根光纤，所述第二球形结构与所述第二偏双芯光纤为同一根光纤。

12、可选的，所述第一球形结构和第二球形结构的直径均为166-169μm；所述球形纤芯的直径为13-14μm；所述球形偏芯的直径均为13-14μm

13、利用本技术提供的一种基于花生型结构的偏双芯光纤传感器，具有以下有益效果：

14、本技术提供的一种基于花生型结构的偏双芯光纤传感器，利用花生结构使光从纤芯耦合到包层，增加包层模式光强，减小基模强度，优化干涉效果。偏双芯光纤利用在包层中引入非同轴双纤芯破坏光纤内部圆形对称结构，致使其在发生不同方向弯曲时会使得光纤折射率产生变化，从而导致传输模式的有效折射率变化，可以通过监测波长变化实现弯曲测量。

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【技术保护点】

1.一种基于花生型结构的偏双芯光纤传感器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于花生型结构的偏双芯光纤传感器，其特征在于，所述入射光纤(1)和所述出射光纤(7)为单模光纤，所述单模光纤包括第一纤芯(8)和第一包层(9)；所述单模光纤的第一纤芯(8)的直径为9μm，所述单模光纤的第一包层(9)的直径为125μm。

3.根据权利要求1所述的基于花生型结构的偏双芯光纤传感器，其特征在于，所述第一多模光纤(2)和第二多模光纤(6)均包括第二纤芯(11)和第二包层(10)；

4.根据权利要求1所述的基于花生型结构的偏双芯光纤传感器，其特征在于，所述第一偏双芯光纤(3)和所述第二偏双芯光纤(5)均包括第三纤芯(14)、偏芯(12)和第三包层(13)，其中，所述第三纤芯(14)位于所述第一偏双芯光纤(3)和所述第二偏双芯光纤(5)的中心；所述偏芯(12)的中心与所述第三纤芯(14)的距离为42.3μm；

5.根据权利要求1所述的基于花生型结构的偏双芯光纤传感器，其特征在于，所述花生型结构(4)包括第一球形结构和第二球形结构，所述第一球形结构和第二球形结构均包括球形纤芯(17)、球形偏芯(16)和球形包层(15)；其中，所述第一球形结构与所述第一偏双芯光纤(3)为同一根光纤，所述第二球形结构与所述第二偏双芯光纤(5)为同一根光纤。

6.根据权利要求5所述的基于花生型结构的偏双芯光纤传感器，其特征在于，所述第一球形结构和第二球形结构的直径均为166-169μm；所述球形纤芯(17)的直径为13-14μm；所述球形偏芯(16)的直径均为13-14μm。

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【技术特征摘要】

1.一种基于花生型结构的偏双芯光纤传感器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于花生型结构的偏双芯光纤传感器，其特征在于，所述入射光纤(1)和所述出射光纤(7)为单模光纤，所述单模光纤包括第一纤芯(8)和第一包层(9)；所述单模光纤的第一纤芯(8)的直径为9μm，所述单模光纤的第一包层(9)的直径为125μm。

3.根据权利要求1所述的基于花生型结构的偏双芯光纤传感器，其特征在于，所述第一多模光纤(2)和第二多模光纤(6)均包括第二纤芯(11)和第二包层(10)；

4.根据权利要求1所述的基于花生型结构的偏双芯光纤传感器，其特征在于，所述第一偏双芯光纤(3)和所述第二偏双芯光纤(5)均包括第三纤芯(14)、偏芯(12)和第三包层(13)，其中，所述第三纤芯(...

【专利技术属性】
技术研发人员：付兴虎，万雪梅，王文静，付广伟，毕卫红，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：新型
国别省市：