[实用新型]非本征型法布里-珀罗传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及光纤传感器领域，尤其是一种非本征型法布里-珀罗传感器。

背景技术

法布里-珀罗(Fabry-Perot)传感器是一种基于多光束干涉原理的光学法布里-珀罗干涉仪(Fabry-Perot Interferometer，FPI)，由于FPI的工作原理是通过两个反射面之间的距离变化来测量被测点的变化，所以在传感领域，它可以被做得很小。和其他类型的光纤传感干涉仪，如马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉仪、迈克尔孙(Michelson)干涉仪、萨格奈克(Sagnac)干涉仪等双光束干涉仪不同，FPI不需要光纤耦合器。这使得FPI成为小型传感结构的理想选择。FPI发展的迅速，还在于它可以通过空分、时分、频分、相关复用等技术大大降低多点监测成本。根据光纤法珀腔的结构形式，光纤法布里-珀罗(Fabry-Perot)传感器可分为本征型光纤法-珀传感器(Intrinsic Fabry-PerotInterferometer，IFPI)和非本征型光纤法-珀传感器(ExtrinsicFabry-Perot Interferometer，EFPI)。

非本征型光纤法布里-珀罗(Fabry-Perot)传感器如图1所示；将两根光纤1的端面5加工为镜面作为反射面，然后使两光纤1封装在毛细管石英玻璃12内，使其端面严格平行、同轴，形成一个腔长为L的密封光纤法-珀腔，光纤1和毛细管石英玻璃12之间可用粘接或焊接方式固定，4为粘接或焊接层。毛细管石英玻璃的内径为d(d≥2a，2a为光纤直径)，长度为M。非本征型光纤法-珀(F-P)传感器是基于多光束干涉原理，当一束光通过光纤入射到该法-珀(F-P)腔内时，在光纤的两个端面发生多次反射，形成多光束干涉，反射光沿原路返回，透射光从法-珀(F-P)腔另一端射出。对光纤法-珀腔进行封装，便可形成非本征型法布里-珀罗光纤传感器。外界温度，压力的变化量直接反映在光纤法-珀腔腔长的变化，而腔长的变化又导致反射光中心波长的变化。通过对反射光的分析，便可实现对外界温度，压力的变化的测量。

与常规的马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉仪传感器技术相比，该项技术的特征和优点如下：马赫-曾德尔(M-Z)干涉仪干涉光线传感器由于使用参考光纤，对外部紊流非常敏感。法-珀(F-P)传感器技术的特征和优点在于：光线在单独的光纤中传播，除了标距影响外，参考光纤中的外部影响均被消除了。此外，与本征型法布里-珀罗干涉仪相比，非本征型法布里-珀罗干涉仪易于制作且机械性能更加优良。因此，非本征型光纤法布里-珀罗传感器是目前应用最为广泛的一种光纤法-珀传感器。

在常规的非本征型法布里-珀罗光纤传感器中，形成法-珀(F-P)腔体的毛细管石英玻璃的制作难度很高，因为其与光纤配合的内孔精度为亚微米级，需以特殊方法制作，成本高而成品率低。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种非本征型法布里-珀罗传感器，它比常规的利用毛细管石英玻璃制作的光纤法布里-珀罗传感器的腔体结构具有工艺简单、制作方便、成本低廉等优点。

为了克服背景技术中存在的缺陷，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种非本征型法布里-珀罗传感器，该传感器包括两段光纤、两段金属插芯以及金属套管，所述每段金属插芯的内侧固定有光纤，所述两段金属插芯的外侧封装有金属套管，所述两段光纤和/或金属插芯端部形成有对立的端面组，该端面组与金属套管形成中空的腔体，所述端面组上喷涂有反射膜。

根据本实用新型的另外一个实施例，非本征型法布里-珀罗传感器进一步包括所述金属插芯和/或金属套管由金属镍或铜或铬制成。

根据本实用新型的另外一个实施例，非本征型法布里-珀罗传感器进一步包括所述反射膜为反射铝膜。

根据本实用新型的另外一个实施例，非本征型法布里-珀罗传感器进一步包括所述金属插芯的内径d≥光纤外径2a+0.08μm。

根据本实用新型的另外一个实施例，非本征型法布里-珀罗传感器进一步包括所述金属套管长度M≥光纤的端面之间的长度L。

根据本实用新型的另外一个实施例，非本征型法布里-珀罗传感器进一步包括所述光纤与金属插芯之间通过环氧树脂加以粘接。

根据本实用新型的另外一个实施例，非本征型法布里-珀罗传感器进一步包括所述金属插芯与金属套管通过焊接方式连接。

根据本实用新型的另外一个实施例，非本征型法布里-珀罗传感器进一步包括所述两段光纤和/或金属插芯对立的端面组为同轴、平行。

本实用新型有益效果如下：