[发明专利]一种基于Sagnac环与FP腔并联的示波器探测温度传感器

说明书

本发明涉及一种基于Sagnac环与FP腔并联的示波器探测温度传感器，包括：第一耦合器，隔离器，第二耦合器，FP腔，衰减器，第三耦合器，Sagnac环，第四耦合器，平顶光栅；第一耦合器与隔离器、第二耦合器第一入口相连，第二耦合器第一出口部分与FP腔入口相连，一部分通过衰减器、第三耦合器与Sagnac环相连，第二耦合器第二入口一部分与FP腔出口相连，一部分与衰减器相连，第二耦合器的第二出口与第四耦合器的第一入口相连，第四耦合器的第一出口与平顶光栅的入口相连，平顶光栅的出口与第四耦合器的第二入口相连，第四耦合器的第二出口与光电探测器和示波器相连。利用游标效应，基于Sagnac环与FP腔并联结构温度传感器比单个Sagnac环结构的温度传感器灵敏度提高几十倍。

技术领域

本发明涉及一种示波器探测温度传感器，特别涉及一种基于Sagnac环与FP腔并联的示波器探测温度传感器。

背景技术

目前基于光纤光栅的温度传感器灵敏度太低，仅为约10pm/℃，基于长周期光栅的温度传感器灵敏度相对较高，但存在对弯曲和外部材料交叉敏感的问题，基于光纤马赫-曾德干涉仪或光纤迈克尔逊干涉仪的温度传感器对外界振动交叉敏感，尽管相比于以上温度传感器，基于单个Sagnac环干涉的温度传感器具有更强的抗外界干扰的能力，但是通常情况下其灵敏度仅有约1nm/℃。因此，研制一种灵敏度较高的光纤传感器成为本领域迫切解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前光纤传感器灵敏度不高的技术问题，开发了一种基于Sagnac环与FP腔并联的示波器探测温度传感器。

具体的，本发明涉及一种基于Sagnac环与FP腔并联的示波器探测温度传感器，包括：

第一耦合器，隔离器，第二耦合器，FP腔，衰减器，第三耦合器，Sagnac环，第四耦合器，平顶光栅；所述第一耦合器，隔离器，第二耦合器，FP腔，衰减器，第三耦合器，Sagnac环，第四耦合器，平顶光栅通过单模光纤连接；

所述第一耦合器与所述隔离器相连，所述隔离器与所述第二耦合器第一入口相连，所述第二耦合器第一出口既与FP腔入口相连，又与衰减器入口相连，所述第二耦合器第二入口既与所述FP腔出口相连，又与衰减器出口相连，所述衰减器通过所述第三耦合器与所述Sagnac环相连，所述第二耦合器的第二出口与第四耦合器的第一入口相连，所述第四耦合器的第一出口与所述平顶光栅的入口相连，所述平顶光栅的出口与所述第四耦合器的第二入口相连，所述第四耦合器的第二出口与光电探测器和示波器相连。

进一步的，所述Sagnac环内包含一段长度为0.1-2米的双孔光纤，所述双孔光纤两端与所述单模光纤熔接；所述双孔光纤包含纤芯和两个相对于所述纤芯对称分布的空气孔，两个所述空气孔内填充酒精。

进一步的，所述双孔光纤与单模光纤的直径均为110-140微米，所述双孔光纤的两个空气孔的直径均为10-30微米，两孔间隔40-60微米。

进一步的，所述双孔光纤的长度为1米，其与单模光纤的直径均为125微米，所述双孔光纤的两个空气孔的直径均为20微米，两孔间隔50微米。

进一步的，FP腔为石英管两端熔接所述单模光纤，所述石英管长度为100-500微米，所述石英管外径与所述单模光纤直径均为110-140微米，所述石英管内径为20-80微米。

进一步的，所述石英管长度为300微米，所述石英管外径与所述单模光纤直径均为125微米，所述石英管内径为60微米。

进一步的，所述FP腔干涉谱为：

其中，I_FP为FP腔干涉谱光强，I₁和I₂分别为FP腔反射面1和反射面2的反射光强，d为FP腔的长度，n为FP腔内空气折射率，λ为入射光的波长，FP腔的自由光谱范围FSR_FP为