[实用新型]一种基于光纤线内的法布里-珀罗（FP）阵列干涉仪

说明书

本实用新型提供了一种基于光纤线内的法布里‑珀罗（FP）阵列干涉仪，包括宽带光源，环形器，传感头，光谱分析仪。其中传感头由单模光纤或多模光纤制成，其特征在于：用飞秒激光在光纤里刻写一系列垂直穿过纤芯、平行且等间距的反射镜面，光纤端面切割成楔形，以消除端面反射干扰，每两个相邻反射镜面可以构成一个法布里‑珀罗（FP）干涉仪，所有反射镜构成法布里‑珀罗（FP）干涉阵列传感头。由环形器接收来自宽带光源的光并传输至传感头，传感头再将光返回至环形器，再经由环形器传输至光谱分析仪，形成法布里‑珀罗(F‑P)阵列干涉仪。本实用新型具有光谱主波峰区分度高、制造简单、成本低等优点，对高温监测极具稳定性。

技术领域

本发明提供了一种基于光纤线内的法布里-珀罗（FP）阵列干涉仪，属于光纤传感技术领域。

背景技术

光纤传感器灵敏度高、兼容性好已成为一种备受青睐的传感方式。基于光纤线内的法布里-珀罗（F-P）干涉仪因紧凑的空间、简洁反射式的结构，使之成为光纤传感器的优选结构，然而其输出光谱的各个波峰之间的（或波谷）的强度相差不大，这就限制了它在自由光谱内的测量范围。为了增大光纤传感器的测量范围，人们提出了双重干涉级联的结构，这种级联结构因光程差（OPD）改变使得光谱包络发生变化，虽然该结构对光谱主波峰（或主波谷）的识别有一定程度改善，但是大部分双干涉结构都是由两种不同的结构或材料组合而成，这就使传感系统变得复杂而且增大了加工难度。尽管飞秒激光可以达到制作工艺的要求，但要使级联结构的传感器能在一个较宽的光谱区间实现主波峰（或主波谷）的区分度显著提高仍是个难题。对于高温传感器来说，优化主波峰（或主波谷）的区分度尤为重要，因为监测温度变化范围很大，传感器件的工作波段区域大幅增加，而且信号光波的强度可能会受到剧烈的扰动。因此，迫切需要一种有效提高主波峰（或主波谷）区分度的高温传感器来应对恶劣环境。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提供一种基于光纤线内由一系列平行且等间距的反射镜面组成的法布里-珀罗（FP）干涉阵列，反射镜面是在飞秒激光诱导下使光纤折射率发生变化产生的。本发明具有结构紧凑、制造简单、光谱主波峰区分度极高、机械强度高和成本低等优点，可用于高温测量。

本发明解决技术问题所采取的技术方案为：一种基于光纤线内由一系列平行且等间距的反射镜面组成的法布里-珀罗（FP）干涉阵列，包括宽带光源，传感头，环形器，光谱分析仪。其中传感头由单模光纤或多模光纤构成，其特征在于：用飞秒激光在光纤里刻写，得到一系列垂直穿过纤芯、平行且等间距的的反射镜面，其中反射镜面间距变化范围3-30μm;反射镜面数目(n个)变化范围20-200个，光纤端面切割成楔形，以消除端面反射干扰，每两个相邻反射镜面可以构成一个法布里-珀罗（FP）干涉仪，所有反射镜面构成法布里-珀罗（FP）干涉阵列传感头。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

1、传感头选用价格低廉的普通单模光纤或多模光纤制备，具有成本低，制作简单的优点。

2、传感头对高温检测稳定性好，可重复使用。

3、传感头反馈光谱的主峰区分度极高，不会因外界剧烈的扰动而受到明显影响，特别适合于高温及恶劣环境中参数的监测。

4、传感装置温度测量量程大，灵敏度较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或技术方案，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明的实施应用系统示意图。

图2为本发明传感头示意图。

图3为样品1的光谱图。

图4为样品2的光谱图。

图5为样品3的光谱图。