[实用新型]一种反射式大角度倾斜光栅光纤传感器

说明书

一种反射式大角度倾斜光栅光纤传感器，其包括：输入光纤（1）、输入ExTFG（2）、输出光纤（3）、反射薄膜（4）、光纤反射器（5）；所述的输入光纤（1），为单模光纤；所述的输入ExTFG（2）位于输入光纤（1）的纤芯内；所述的输出光纤（3），为单模光纤；所述的反射薄膜（4）位于输出光纤（3）的外表面；所述的光纤反射器（5）位于输出光纤（3）的末端端面上。本实用新型提供了一种结构简单、抗电磁干扰能力强、稳定性好、实时监测分析的反射式大角度倾斜光栅光纤传感器。

技术领域

本实用新型属于光纤传感领域与光通信无源器件领域，特别涉及一种反射式大角度倾斜光栅光纤传感器。

背景技术

随着光纤通信技术的飞速发展，光纤传感技术自20世纪70年代之后也开始兴起，成为众多传感技术中的新生力量。而在其中光纤光栅有着制作技术成熟、易于连接、抗电磁干扰、重量轻、体积小的优点，此外由于光纤光栅对环境参数(折射率、温度、应力、弯曲、扭曲等)的变化较为敏感，因此光纤光栅在光纤传感领域得到了广泛应用。目前光纤传感器已经可以对温度、压力、振动、角度、湿度、速度等多种物理量进行测量。

光纤光栅按光栅周期分为布拉格光纤光栅(Fiber Bragg Grating，FBG)和长周期光纤光栅(Long Period Fiber Grating，LPFG)。倾斜光纤光栅(Tilted Fiber Grating，TFG)是一种具有一定倾斜角度的光纤光栅，倾斜光纤分为按照倾斜角度不同分为小角度倾斜光纤光栅(TFBG)、45°倾斜光纤光栅和大角度倾斜光纤光栅(Excessively Tilted FiberGrating，ExTFG)。而今对于ExTFG却鲜有研究，ExTFG与LPFG的耦合模式一致均为前向耦合模式，但灵敏度更高；而且具有低温度敏感系数、更小的弯曲灵敏度以及更高的Q值等优势。

反射式大角度倾斜光纤光栅(ExTFG)是一种反射结构的光纤滤波器，与传统的透射式ExTFG滤波器的工作原理类似，利用ExTFG的波长选择性，在传输过程中造成部分波长光谱的损耗，根据不同的反射端面结构分别产生带通、带阻滤波；透射式ExTFG呈现带阻滤波，而包层模反射式ExTFG呈现带通滤波

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种反射式大角度倾斜光栅光纤传感器，其包括：输入光纤(1)、输入ExTFG(2)、输出光纤(3)、反射薄膜(4)、光纤反射器(5)。

所述的输入光纤(1)，为单模光纤，型号为康宁SMF-28。

所述的输入ExTFG(2)位于输入光纤(1)的纤芯内。

所述的输出光纤(3)，为单模光纤，型号为康宁SMF-28。

所述的反射薄膜(4)位于输出光纤(3)的外表面。

所述的光纤反射器(5)位于输出光纤(3)的末端端面上。

进一步，所述的光纤反射器(5)是通过端面进行镀高反射膜形成的；所述的反射薄膜(4)是采用高折射率材料镀膜形成，且该材料折射率大于单模光纤包层折射率的材料，也可镀金属薄膜。

所述的输入ExTFG(2)的制作方法包括但不限制于UV全息干涉法、相位掩模法、单脉冲直接写入法、逐点写入法等，而对于ExTFG常用的是相位掩模法。相位掩模法最大的优点是能根据倾斜角度而选择刻写的光栅的周期，因此能根据需要制作不同角度的光栅。