[发明专利]传感器元件及其制造方法与用法

权利要求书

1.一种用于获取机械状态变量的传感器元件，其包括至少一个光波导（100），至少一个光纤布拉格光栅（110）位于所述光波导（100）内，所述传感器元件包括至少一个平面光学滤波器元件（30），从所述光波导（100）发出的光能够被供至所述平面光学滤波器元件，其特征在于，所述传感器元件还具有至少一个测量装置（50），所述测量装置能够用于确定光信号的斯托克斯线与反斯托克斯线的强度比和/或光信号的传播时间。

2.根据权利要求1所述的传感器元件，其特征在于，所述平面光学滤波器元件（30）所包括的折射率大致对应于所述光波导（100）的折射率（n₂）。

3.根据权利要求1或2所述的传感器元件，其特征在于，所述传感器元件还包括至少一第一光源（601）以及至少一第二光源（602），这些光源的光能够被耦合到所述至少一个光波导（100）中。

4.根据权利要求3所述的传感器元件，其特征在于，所述第一光源（601）包括至少一个超发光二极管和/或所述第二光源（602）包括短脉冲激光器。

5.根据权利要求3或4所述的传感器元件，其特征在于，所述第一光源（601）适于发出具有第一波长的光，并且所述第二光源（602）适于发出具有第二波长的光，其中所述第二波长与所述第一波长不同。

6.根据权利要求1至5任一所述的传感器元件，其特征在于，所述至少一个平面光学滤波器元件（30）包括阵列式波导光栅（30）和/或Mach Zehnder干涉仪和/或延迟线干涉仪和/或定向耦合器。

7.根据权利要求1至6任一所述的传感器元件，其特征在于，多个光学布拉格光栅（110）中的每个光学布拉格光栅（110）具有不同的晶格常数（Λ）。

8.根据权利要求1至7任一所述的传感器元件，其特征在于，在未受干扰的光纤布拉格光栅（110）上反射的波长大致位于平面光学滤波器元件（30）的相应通道的接收曲线（35）之间。

9.根据权利要求1至8任一所述的传感器元件，所述传感器元件还包括复用器（40），多个光波导（100a、100b、100c、100d）能够经由所述复用器依次与至少一个光源（60）和/或至少一个平面光学滤波器元件（30）相连。

10.根据权利要求1至9任一所述的传感器元件，其特征在于，所述传感器元件还包括节点（180），其中所述节点适于将从所述光波导（100）发出的光供至所述平面光学滤波器元件（30）和所述测量装置（50）。

11.一种用于获取机械状态变量的方法，其中，至少一个光波导（100）沿着测量区段延伸，多个光纤布拉格光栅（110）布置到所述光波导中，具有至少能够预定的中心波长以及能够预定的谱宽的光被耦合到所述光波导（100）中，并且在所述光波导内反射和/或散射的光被供到至少两个测量装置（30、50），在所述至少两个测量装置中的第一测量装置（30）中，从所述光波导（100）以选择的频谱范围发出的光的强度被确定，并且在所述至少两个测量装置中的第二测量装置（50）中，光信号的斯托克斯线与反斯托克斯线的强度比和/或光信号的传播时间被确定。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，来自第一光源（601）的频谱宽带辐射以及来自第二光源（602）的脉冲式频谱窄带辐射被供至所述光波导（100）。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一光源和所述第二光源以脉冲的方式操作，脉冲与暂停时间彼此相配，以使得这两个光源不会同时发光。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述第一光源发出具有第一波长的光，所述第二光源发出具有第二波长的光，所述第二波长与所述第一波长不同。

15.一种机械结构（500）、尤其风帆或用于风帆或缆线的致动元件，所述机械结构包括根据权利要求1至10任一所述的传感器元件。