[发明专利]一种基于TFBG偏振特性的扭曲传感器

说明书

本发明属于光纤传感技术领域，具体涉及一种基于TFBG偏振特性的扭曲传感器技术领域。

背景技术

随着光纤传感器技术研究的越来广泛和各种光纤制作技术越来越成熟，不同类型的光纤传感器不断的出现。光纤扭曲传感器也得到了越来越多的关注。在水利工程或者建筑等工程中，扭曲是健康监测的一个重要物理量，能够更准确及时的测量扭曲是非常必要的。

近年来，TFBG被广泛的应用到光纤传感器的研究。TFBG由于其特殊的结构，具有偏振特性。基于此特性做出的光纤扭曲传感器灵敏度高，以及对温度交叉不敏感等优点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于TFBG偏振特性的扭曲传感器，通过观察P和S偏振方向的强度变化就实现对扭曲角度的检测，该结构易于实现。

本发明通过以下技术方案实现：一种基于TFBG偏振特性的扭曲传感器，由宽带光源（1），偏振控制器（2），TFBG（3），光谱仪（4）组成，其特征在于：宽带光源（1）和偏振控制器（2）左端用传输光纤相连，偏振控制器（2）右端与TFBG（3）左端用传输光纤相连，TFBG（3）右端与光谱仪（4）左端用传输光纤相连。

所述的宽带光源（1）的带宽为1450nm~1650nm。

所述的TFBG（3）的长度为10mm，光栅平面的倾斜角度为10°。

本发明的工作原理是：宽带光源（1）发出带宽为1450nm~1650nm的光束经过偏振控制器（2）调整偏振态进入TFBG（3），当TFBG（3）不发生扭曲时，经过光栅后向前耦合的纤芯光，和向后耦合的纤芯光及向后耦合到包层中的包层模式的振动方向均和入射光的振动方向一致，当TFBG（3）发生扭曲时，光在光栅处耦合的光的模式就与初始的光的偏振方向有一定的夹角，在光谱仪上，P偏振方向和S偏振方向上振动的包层模式表现为光谱的干涉峰的变化，在实验中，只要测量两个偏振方向的强度变化就可以得到扭曲角度（见附图2）。

本发明的有益效果是：为光纤扭曲传感器提供了一种切实可行的方案，通过观察P偏振态和S偏振态的光谱干涉峰的变化来得到扭曲角度，简单易行，方便可靠。

附图说明

图1是一种基于TFBG偏振特性的扭曲传感器的系统图。

图2是一种基于TFBG偏振特性的扭曲传感器的透射光谱图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

参见附图1，一种基于TFBG偏振特性的扭曲传感器，由宽带光源（1），偏振控制器（2），TFBG（3），光谱仪（4）组成，其特征在于：宽带光源（1）和偏振控制器（2）左端用传输光纤相连，偏振控制器（2）右端与TFBG（3）左端用传输光纤相连，TFBG（3）右端与光谱仪（4）左端用传输光纤相连；宽带光源（1）的带宽为1450nm~1650nm；TFBG（3）的长度为10mm，光栅平面的倾斜角度为10°。

本发明的工作原理是：宽带光源（1）发出带宽为1450nm~1650nm的光束经过偏振控制器（2）调整偏振态进入TFBG（3），当TFBG（3）不发生扭曲时，经过光栅后向前耦合的纤芯光，和向后耦合的纤芯光及向后耦合到包层中的包层模式的振动方向均和入射光的振动方向一致，当TFBG（3）发生扭曲时，光在光栅处耦合的光的模式就与初始的光的偏振方向有一定的夹角，在光谱仪上，P偏振方向和S偏振方向上振动的包层模式表现为光谱的干涉峰的变化，在实验中，只要测量两个偏振方向的强度变化就可以得到扭曲角度（见附图2）。