一种基于多谐振腔结构的传感器及传感测量方法技术

技术编号:44937195 阅读:19 留言:0更新日期:2025-04-12 01:14
本发明专利技术属于传感器技术领域,具体涉及了一种基于多谐振腔结构的多用途传感器及其传感检测方法。本发明专利技术由多个谐振腔,谐振腔连接部件,可移动质量块,耦合部件封装而成。由耦合部件输入端接入窄谱激光,输入端输出经由传感器调制后的光信号,并与单个谐振腔耦合,激发所有谐振腔的光机械振动模式。可移动质量块在谐振腔内受到气压或者磁场影响后出现位置变化。移动质量块的位置变化将引起多谐振腔多种光机械谐振频率的变化。从输出的光信号中提取谐振频率的变化,从而实现对相应的目标物理量进行监测。本发明专利技术的优势在于,可以实现高灵敏度的传感检测;抗电磁干扰,降低环境温度波动影响;制作简单,设计成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于传感器,具体涉及了一种基于多谐振腔结构的多用途传感器及其传感检测方法。


技术介绍

1、光机械效应是指光学器件中的光场驱动器件自身发生机械振动的一种现象,基于光机械效应的传感器是指微腔机械振动频率受外界环境的很多因素(质量、气压、液体粘度/密度/声速等)影响,会发生频移,因此利用它们之间的关系可以制得相应的传感器,用来监测某个物理量的改变。如此,基于光机械效应的传感器往往具有高分辨率的特点。

2、光机械效应的具体内容是,由于光学微腔内光场光压的存在,使得腔长变长并导致谐振波长随之红移。谐振腔波长红移直接改变了原有光场分布,使得泵浦光与腔谐振波长失谐量增大,腔内光场分布减弱,腔内所受光压减少,腔长又会弛豫回去。这样周而复始,实现了腔的机械振动。最终,机械振动的频率调制了出射光的频率,使得它携带了该振动频率的信息。

3、目前基于光机械效应所设计的微泡传感器,都是基于单个谐振腔所产生的单个光机械谐振峰,随后通过其机械谐振峰的偏移进行传感分析。这样的传感器存在以下局限性:首先由于作为传感指标的仅有一个光机械谐振峰,环境温度的波动本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于多谐振腔结构的多用途传感器,其特征在于:具有多个会出现机械谐振的谐振腔,这些谐振腔的串联在同一个谐振腔连接件上,相互靠近;其中一个谐振腔与耦合部件相互耦合;谐振腔的两端与待检测环境连接;谐振腔之间存在可移动质量块,该可移动质量块可以在几个谐振腔之间移动。

2.根据权利要求1所述的一种基于多谐振腔结构的多用途传感器,其特征在于:具有两个会出现机械谐振的谐振腔,该两个谐振腔的串联在同一个谐振腔连接件上,相互靠近;其中一个谐振腔与耦合部件相互耦合;谐振腔的两端与待检测环境连接;两个谐振腔之间存在一个可移动质量块,该可移动质量块可以在两个谐振腔之间移动

3....

【技术特征摘要】

1.一种基于多谐振腔结构的多用途传感器,其特征在于:具有多个会出现机械谐振的谐振腔,这些谐振腔的串联在同一个谐振腔连接件上,相互靠近;其中一个谐振腔与耦合部件相互耦合;谐振腔的两端与待检测环境连接;谐振腔之间存在可移动质量块,该可移动质量块可以在几个谐振腔之间移动。

2.根据权利要求1所述的一种基于多谐振腔结构的多用途传感器,其特征在于:具有两个会出现机械谐振的谐振腔,该两个谐振腔的串联在同一个谐振腔连接件上,相互靠近;其中一个谐振腔与耦合部件相互耦合;谐振腔的两端与待检测环境连接;两个谐振腔之间存在一个可移动质量块,该可移动质量块可以在两个谐振腔之间移动。

3.根据权利要求1所述的一种基于多谐振腔结构的多用途传感器,其特征在于:谐振腔为微泡,微盘,微环结构;谐振腔连接件为管状或柱状结构;耦合部件为侧抛光纤,微纳光纤或波导;可移动质量块为液滴或固体状态,材料为水、磁流体、石蜡、石英和二氧化硅。

4.根据权利要求1所述的一种基于多谐振腔结构的多用途传感器,其特征在于:谐振腔为两个空心的石英微泡,谐振腔连接件为一根石英管,该两个石英微泡的串联在同一根石英管上,相互靠近;耦合部件为微纳光纤,其中一个石英微泡与微纳光纤相互耦合;石英...

【专利技术属性】
技术研发人员:涂鑫刘卓然叶先成
申请(专利权)人:中国地质大学武汉
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1