[发明专利]基于马赫曾德尔结构的有源型温度敏感器件及制备方法

说明书

本发明属于本光纤传感技术领域，本发明公开了一种基于马赫曾德尔结构的有源型温度敏感器件及制备方法，其中，温度敏感器件包括：光源、环形腔和光谱仪，所述的环形腔由波分复用器、掺铒光纤、光纤隔离器、马赫曾德尔温度敏感元件结构和耦合器依次首尾连接而成；所述的光源通过单模光纤与所述的波分复用器连接，所述的耦合器通过单模光纤与所述的光谱仪连接。本发明的温度敏感器件具有成本低和稳定可靠的优点。

技术领域

本发明涉及光纤传感技术领域，具体涉及一种基于马赫曾德尔结构的有源型温度敏感器件及制备方法。

背景技术

本发明对于背景技术的描述属于与本发明相关的相关技术，仅仅是用于说明和便于理解本发明的发明内容，不应理解为申请人明确认为或推定申请人认为是本发明在首次提出申请的申请日的现有技术。

光纤有源温度传感系统中，输出波长、强度等会随着外界折射率、温度、应变、磁场、曲率等物理量的变化而改变，从而实现对外界物理量的检测。

但是目前的传感系统普遍存在成本高，适应性差和易受电磁干扰的缺点。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种基于马赫曾德尔结构的有源型温度敏感器件及制备方法。本发明的马赫曾德尔结构的有源型温度敏感器件以马赫曾德尔干涉原理为依据，利用其对环境温度敏感特点实现固定范围内的温度测量，在传感区域选用材料为传统单模光纤和多模光纤，该传感器件具有成本低、调谐简单、使用方便等优点。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种基于马赫曾德尔结构的有源型温度敏感器件，包括：

光源、环形腔和光谱仪，所述的环形腔由波分复用器、掺铒光纤、光纤隔离器、马赫曾德尔温度敏感元件结构和耦合器依次首尾连接而成；所述的光源通过单模光纤与所述的波分复用器连接，所述的耦合器通过单模光纤与所述的光谱仪连接。

进一步的，所述的马赫曾德尔温度敏感元件结构包括两个多模光纤，所述的两个多模光纤之间连接有第二单模光纤。

进一步的，所述的第二单模光纤的长度为5cm或6cm，所述的多模光纤的长度为0.5cm。

进一步的，所述的光源为980nmLD泵浦光源，波分复用器为980nm/1550nm波分复用器，掺铒光纤长为10.4m；耦合器分光比为40:60。

第二方面，本发明提供一种基于马赫曾德尔结构的有源型温度敏感器件的制备方法，所述的温度敏感器件为上述的温度敏感器件，包括如下步骤：

采用单模光纤将波分复用器、掺铒光纤、光纤隔离器、马赫曾德尔温度敏感元件结构和耦合器依次首尾连接形成环形腔，将光源与所述的波分复用器通过单模光纤连接将光源接入所述的环形腔；将所述的耦合器通过单模光纤与光谱仪连接将所述的光谱仪接入所述的环形腔得到所述的温度敏感器件。

进一步的，所述的马赫曾德尔温度敏感元件结构的制备包括如下步骤：

分别将第二单模光纤、多模光纤的端面用酒精棉擦拭干净后切割平整，按照多模-单模-多模的顺序进行光纤熔接，得到多模-单模-多模温度敏感结构即为所述的马赫曾德尔温度敏感元件结构。

本发明实施例具有如下有益效果：

本发明的传感器件利用全光纤型结构进行传感，具有抗电磁干扰、电绝缘、灵敏度高、体积小、质量轻、外形结构灵活多变适应性强、应用范围广泛、可靠性高等优点。

本发明采用在线型马赫曾德尔结构，与传统的马赫曾德尔结构相比，具有结构精巧，生产成本较低，调谐方式多等优点。

本发明采用的在光纤有源传感结构中在线型多模-单模-多模马赫曾德尔结构的温度敏感元件对温度十分敏感。