基于球形端面光纤微麦克逊干涉的高温传感方法

摘要

本发明公开了基于球形端面光纤微麦克逊干涉的高温传感方法。目前方法存在解调成本较高等缺点。本发明首先确定宽带光源、三端口光耦合器、光谱分析仪和带有球形端面的光纤高温传感头；然后将上述器件按照测量方案连接，最后将带有球形端面的光纤高温传感头置于需要测量温度的环境中，通过光谱分析仪测量干涉峰值对应的波长的漂移，从而计算温度。本发明具有不受电磁干扰、可以实现远距离传感、价格低廉、结构紧凑、大测量范围等优点。

主权项

1.基于球形端面光纤微麦克逊干涉的高温传感方法，其特征在于该方法包括如下步骤：步骤(1)选择一个输出波长覆盖1500nm至1600nm的宽带光源、一个光耦合器、一个工作波长覆盖1500nm至1600nm的光谱分析仪、一个带有球形端面的光纤高温传感头；所述的带有球形端面的光纤高温传感头，其具体制作过程如下：将单模光纤的输出端口和空心光子晶体光纤的输入端口以光纤熔接方式连接；在单模光纤和空心光子晶体光纤熔接点距离100微米～500微米的地方，利用普通商用的光纤熔接机将空心光子晶体光纤熔断，从而形成一个带有球形端面的光纤高温传感头；步骤(2)将宽带光源的输出端口与光耦合器的第一端口光纤连接，光谱分析仪的输入端口与光耦合器的第二端口光纤连接，光耦合器的第三端口和一个带有球形端面的光纤高温传感头光纤连接；步骤(3)将光纤高温传感头置入需要测量温度的环境中，当宽带光经过单模光纤和空心光子晶体光纤熔接点的时候，将在之后的空心光子晶体光纤分成在外围的包层模式和中间的芯层模式两部分的光；之后在球形光纤端面的反射作用之下，两部分的光回到单模光纤和空心光子晶体光纤熔接点的时候行程了干涉，这就构成了微麦克逊干涉，其干涉峰值对应的波长为其中为空心光子晶体光纤包层模式的有效折射率，为空心光子晶体光纤芯层模式的有效折射率；由于L，，均为温度的函数，因此温度变化的时候就会引起干涉峰值对应的波长，从光谱分析仪测量获得波长有变化量的时候，就可以得到温度的变化为：其中为常数，可以根据空心光子晶体光纤参数计算出来；因此，可以通过测量干涉峰值对应的波长的漂移来确定施加在空心光子晶体光纤上的温度。