[实用新型]基于双芯耦合微扰型光子晶体光纤温度传感器

说明书

本实用新型公开了基于双芯耦合微扰型光子晶体光纤温度传感器，包括空气孔包层(4)和双芯耦合波导结构(3)；空气孔包层(4)置于光纤的外层，空气孔包层(4)由多个缺陷小孔(1)周期排列形成，并呈正六边形结构；双芯耦合波导结构(3)置于光纤的中部，并置于空气孔包层(4)内；双芯耦合波导结构(3)包括两个缺陷大孔(2)、缺陷狭缝(5)，两个缺陷大孔(2)通过具有曲率的缺陷狭缝(5)连通；在双芯耦合波导结构(3)中填充乙醇液体；本申请利用光纤本身的结构优势以及填充材料的热光物理特性，通过填充材料的物理性质深入影响双芯耦合传输特性，实现高精度温度传感，具有抗电磁干扰、耐腐蚀、结构小巧以及成本低廉等优点。

技术领域

本实用新型属于光纤传感技术领域，具体涉及基于双芯耦合微扰型光子晶体光纤温度传感器。

背景技术

随着科技的快速发展，近年来出现的温度传感器种类繁多，如膨胀型温度计、温敏半导体和光纤传感器等，都存在各自的使用条件，发挥温度传感作用。然而，光子晶体作为一种新型光纤，具有独特的结构和传输特性，近年来一直成为人们关注的焦点。

光子晶体光纤具有大模场面积、单模传输、高非线性、高双折射和超低损耗等特性，可广泛应用于多种设计和各个领域，实现高效传输和高精度测量等目的。目前，随着光子晶体光纤研究的不断深入，逐渐出现各类光子晶体光纤结构，而双芯光子晶体光纤作为一重要分支，被重点关注。

双芯光子晶体光纤，可同时根据光子晶体光纤结构设计的多变性，及双芯结构的耦合特性，实现高精度传感器件的设计。

光纤传感器件种类多样，如光纤光栅传感器、光子晶体填充式传感器、定向耦合型传感器以及光纤表面等离子体传感等等，然而大多传感器件都存在着传感精度不高、监测范围小或制作工艺艰难和昂贵等问题，难以达到实际需求。

对于双芯光子晶体光纤，根据其光场在波导中的耦合与传输特性，可应用于不同环境的检测，实现高精度、宽范围测量。然而，目前对于双芯耦合技术主要局限于一般的纤芯耦合和孔隙填充，并没有较为全面的利用光子晶体结构和填充材料的特性。

因此，针对上述问题，需要提出一种基于双芯耦合微扰型光子晶体光纤温度传感器来解决。

发明内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供基于双芯耦合微扰型光子晶体光纤温度传感器。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

基于双芯耦合微扰型光子晶体光纤温度传感器，包括：

空气孔包层(4)；空气孔包层(4)置于光纤的外层；空气孔包层(4)由多个缺陷小孔(1)周期排列形成，并呈正六边形结构；

双芯耦合波导结构(3)；双芯耦合波导结构(3)置于光纤的中部，并置于空气孔包层(4)内；双芯耦合波导结构(3)包括两个缺陷大孔(2)、缺陷狭缝(5)，两个缺陷大孔(2)通过具有曲率的缺陷狭缝(5)连通；在双芯耦合波导结构(3)中填充乙醇液体；双芯耦合波导结构(3)基于光纤中心轴对称布设。

优选地，缺陷小孔(1)的直径为1.6125μm，相邻两个缺陷小孔(1)的间距为4.3μm。

优选地，缺陷大孔(2)的直径为12.9μm，缺陷大孔(2)中心距离光纤中心轴距离为10μm。

优选地，缺陷狭缝(5)在温度T＝293.15K时曲率半径为7.5μm，中心腰间距离为1.6025μm。

本实用新型的有益效果在于：

本申请利用光纤本身的结构优势以及填充材料的热光物理特性，通过填充材料的物理性质深入影响双芯耦合传输特性，实现高精度温度传感，具有抗电磁干扰、耐腐蚀、结构小巧以及成本低廉等优点。

附图说明