[实用新型]一种基于并联游标效应的光纤高温传感器

说明书

本实用新型公开了一种基于并联游标效应的光纤高温传感器，包括两个单腔光纤Fabry‑Perot干涉仪，两个单腔光纤Fabry‑Perot干涉仪分别为第一单腔光纤Fabry‑Perot干涉仪和第二单腔光纤Fabry‑Perot干涉仪；第一单腔光纤Fabry‑Perot干涉仪沿轴心形成有一个单模光纤‑毛细微管‑单模光纤结构的Fabry‑Perot单腔，Fabry‑Perot单腔中位于毛细微管内的空腔构成了参考腔；第二单腔光纤Fabry‑Perot干涉仪沿轴心形成有一个单模光纤‑光子晶体光纤结构的Fabry‑Perot空腔，Fabry‑Perot空腔中位于光子晶体光纤内的空腔形成了传感腔。第一单腔光纤Fabry‑Perot干涉仪和第二单腔光纤Fabry‑Perot干涉仪利用光纤耦合器并联形成游标效应的光纤高温传感器。本实用新型制作简单，结构紧凑，稳定性好，可在复杂环境中测量高温。

技术领域

本实用新型涉及一种传感器的设计技术，特别是一种基于并联游标效应的光纤高温传感器。

背景技术

光纤传感器具有应用方便、抗腐蚀、抗电磁干扰、结构紧凑、稳定性好、灵敏度高等优点，已经广泛应用于各个传感领域，比如能源环保、工矿企业、航空航天、医药卫生等领域。

在众多光纤传感器当中，光纤Fabry-Perot干涉仪传感器由于制作简单、稳定性好、结构紧凑和灵敏度高等独特优点，发展非常迅速，已经应用在温度、折射率、应变和磁场等传感领域。Fabry-Perot干涉仪由两块平行的平面玻璃板或石英板组成，两板内表面镀介质膜，以提高表面的反射率。多年以来，制作光纤Fabry-Perot干涉仪主要是通过将两端镀膜的光纤和外接光纤熔接在一起，或是将两段端面切割平整的单模光纤封装在一段玻璃微管中，这些方法难度都比较大，而且制作的光纤Fabry-Perot干涉仪稳定性比较差。利用光纤熔接机熔接制作光纤Fabry-Perot干涉仪非常简便，且制作的光纤Fabry-Perot干涉仪稳定性非常好，已经成为一种非常有效方法。

为了进一步的提高传感器的灵敏度，类似游标卡尺和气压计采用游标效应来提高长度和气压测量的准确性，游标效应也被应用到了光纤传感领域，游标效应也可以在光纤Fabry-Perot干涉仪传感器中实现。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，而提供在光纤传感系统中通过使用并联游标效应的方法有效提高传感器灵敏度和稳定性的一种基于并联游标效应的光纤高温传感器。该光纤高温传感器结构紧凑、制作工艺简单并且稳定性好、灵敏度高，可以广泛的应用到高温传感。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种基于并联游标效应的光纤高温传感器，包括两个单腔光纤Fabry-Perot干涉仪，两个单腔光纤Fabry-Perot干涉仪中的一个单腔光纤Fabry-Perot干涉仪为由两段单模光纤和一段熔接在该两段单模光纤之间的毛细微管构成的第一单腔光纤Fabry-Perot干涉仪，两个单腔光纤Fabry-Perot干涉仪中的另一个单腔光纤Fabry-Perot干涉仪为由一段单模光纤和一段光子晶体光纤熔接构成的第二单腔光纤Fabry-Perot干涉仪；第一单腔光纤Fabry-Perot干涉仪沿轴心形成有一个单模光纤-毛细微管-单模光纤结构的Fabry-Perot单腔，Fabry-Perot单腔中位于毛细微管内的空腔构成了第一单腔光纤Fabry-Perot干涉仪的参考腔，毛细微管的长度为参考腔的长度；第二单腔光纤Fabry-Perot干涉仪沿轴心形成有一个单模光纤-光子晶体光纤结构的Fabry-Perot空腔，Fabry-Perot空腔中位于光子晶体光纤内的空腔形成了第二单腔光纤Fabry-Perot干涉仪的传感腔，光子晶体光纤的长度为传感腔的长度；第一单腔光纤Fabry-Perot干涉仪和第二单腔光纤Fabry-Perot干涉仪利用光纤耦合器并联形成游标效应的光纤高温传感器。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：