[发明专利]基于磁流体的可编程光纤光栅光谱仪

权利要求书

1.一种基于磁流体的可编程光纤光栅光谱仪，其特征是：它由光源(1)、三端口光纤环行器(2)、基于磁流体的可编程光纤光栅(3)、光束准直器(4)、聚集透镜(5)、探测器(6)、读出电路(7)和数据处理系统(8)组成；光源(1)发出的光束通过传输光纤输入三端口光纤环形器(2)后，经由传输光纤传输至基于磁流体的可编程光纤光栅(3)中，可编程光纤光栅(3)由用户控制端、恒流源、光栅周期控制系统、微型电磁铁控制阵列、毛细管光纤、磁流体和微型电磁铁贴片阵列等7部分组成；在纤芯内充满磁流体的毛细管光纤的表面上贴附微型电磁铁贴片阵列，微型电磁铁贴片阵列中两个微型电磁铁贴片为一组，等间距的对称分布在毛细管光纤的两个侧表面，由恒流源供电的微型电磁铁控制阵列的每一个端口与微型电磁铁贴片阵列中的每组微型电磁铁贴片对应连接，通过用户控制端可以控制光栅周期控制系统，使得微型电磁铁贴片阵列控制微型电磁铁贴片中每组微型电磁铁贴片的通电状态，同时利用磁流体在有外加磁场时，具有折射率可控的特点，使得毛细管光纤纤芯内部的磁流体的折射率形成周期性变化，进而实现光纤光栅周期可控的目的；当入射光进入光纤光栅时，一部分特定波长的光发生反射，其他波长的光发生透射，对光纤光栅的周期进行多次编程，可以使得不同波长的光分反射至探测器中；通过利用该可编程光纤光栅中磁流体在外界磁场下，内部折射率会发生变化的特点，对其光栅周期进行编程，同时，当光进入到该光纤光栅内部时，该光纤光栅的各个光栅面会对一部分特定波长的光反射，其余波长的光发生透射，经由各个光栅面聚集的反射光通过传输光纤和三端口光纤环形器(2)进入光束准直器(4)，经准直后的光由聚焦透镜(5)聚焦至探测器(6)，探测器(6)将探测到的光信号转换为电信号传输至读出电路(7)，读出电路(7)将该电信号读出后，送至数据处理系统(8)进行处理并得到光谱图。

2.根据权利要求1所述的基于磁流体的可编程光纤光栅光谱仪，其特征是：所述的光源(1)可以是原子光谱灯，也可以是高压汞灯、发光二极管或者钨灯中的任何一种；光源的作用是将其发出的光能量传输至后续系统，影响整体系统光能量的大小。

3.根据权利要求1所述的基于磁流体的可编程光纤光栅光谱仪，其特征是：所述的探测器(6)为单个探测器，可以是光电倍增管或者雪崩光电二极管中的任何一种，其作用是将入射的光信号转换为电信号。

4.根据权利要求1所述的基于磁流体的可编程光纤光栅光谱仪，其特征是：所述的读出电路(7)对探测器(6)的输出的电信号进行读出，针对雪崩光电二极管读出电路(7)可以是用于单光子探测模式的猝灭电路，也可以是用于线性模式下的跨阻放大器电路。