[发明专利]一种光纤传感器及其制备方法

说明书

本发明提供一种光纤传感器及其制备方法。所述光纤传感器包括：第一光子晶体光纤一端与宽带光源连接，另一端与循环器第一端口连接；第二光子晶体光纤一端与循环器第二端口连接；第三光子晶体光纤一端与第二光子晶体光纤另一端连接；第三光子晶体光纤在纤芯上设有第一光纤光栅区及第二光纤光栅区，且第三光子晶体光纤侧表面具有抛磨区，该抛磨区设置于所述第一光栅区及第二光栅区之间；第四光子晶体光纤一端与所述循环器第三端口连接，另一端与光谱分析仪连接。本发明公开的光纤传感器灵敏度高、环境适应性好。

技术领域

本发明涉及光纤传感技术领域，具体而言，涉及一种光纤传感器及其制备方法。

背景技术

在海洋开发过程中，声波作为唯一可以在海水中远距离传输的能量场，是目前水下信息感知和处理最有效的形式。光纤水声传感器作为水下声波的一种接收设备，是海洋开发极为重要的探测仪器。光纤水声传感器，与基于电器件的水声传感器相比，具有抗电磁干扰、传播损耗低、与光纤通信网兼容性好等显著优势，可以应用于水下地震监测、海洋矿物资源勘探、海洋渔业、洋流监测、污染监测等领域。

随着水下目标信号声压的不断降低，以及海洋环境噪声的不断上升，对水下声信号的探测难度迅速增加。同时，海洋油气开采已从大陆架向深海延伸，对声探测获得的地层结构分辨率的要求越来高，这些都对水声传感器的灵敏度和环境适应性提出了更高的要求。研发环境适应性强、灵敏度高的光纤水声传感器，对提高大深度海底资源勘探和开发、高精度海洋地形观测以及静音潜艇反潜作战等领域具有重要作用。然而，现有的光纤水声传感器，灵敏度和环境适应性均不能满足实际应用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光纤传感器及其制备方法，能够解决上述提到的至少一个技术问题。具体方案如下：

本发明提供一种光纤传感器，包括：

宽带光源；

第一光子晶体光纤及第二光子晶体光纤，所述第一光子晶体光纤一端与所述宽带光源连接，另一端与循环器第一端口连接；所述第二光子晶体光纤一端与所述循环器第二端口连接；

第三光子晶体光纤，该第三光子晶体光纤一端与所述第二光子晶体光纤另一端连接；其中，所述第三光子晶体光纤在纤芯上设有第一光纤光栅区及第二光纤光栅区，且所述第三光子晶体光纤侧表面具有抛磨区，该抛磨区设置于所述第一光栅区及第二光栅区之间；

第四光子晶体光纤，该第四光子晶体光纤一端与所述循环器第三端口连接，另一端与光谱分析仪连接。

可选的，所述抛磨区包括抛磨平面区、第一抛磨过渡区及第二抛磨过渡区，所述抛磨平面区所在平面平行于所述第三光子晶体光纤的纤芯，所述第一抛磨过渡区及第二抛磨过渡区相对设置于所述抛磨平面区的两端。

可选的，所述抛磨区总长度为15-70mm，所述抛磨平面区长度为10-50mm，所述第一抛磨过渡区及第二抛磨过渡区长度范围分别为5-15mm。

可选的，所述第一抛磨过渡区及第二抛磨过渡区所在端面为曲面状。

可选的，所述第一抛磨过渡区及第二抛磨过渡区在所述第三光子晶体光纤的径向投影长度为40-60um。

可选的，所述第一抛磨过渡区及第二抛磨过渡区在所述第三光子晶体光纤的径向投影长度为56um或58um。

可选的，所述第一光纤光栅区与所述第二光纤光栅区中心之间的轴向长度为1-80mm。

可选的，所述第三光子晶体光纤的直径为125um。

本发明还提供一种光纤传感器的制备方法，包括以下步骤：

提供第一光子晶体光纤、第二光子晶体光纤、第三光子晶体光纤及第四光子晶体光纤；

对所述第三光子晶体光纤侧表面进行抛磨处理，形成抛磨区；