[发明专利]基于Sagnac环干涉效应的微结构光纤及相关组件

权利要求书

1.一种基于Sagnac环干涉效应的微结构光纤，其特征在于，包括：基底材料、包层结构和纤芯；

所述包层和所述纤芯均置于所述基底材料中，所述纤芯位于所述包层结构的中心；

所述包层结构包括沿着光纤径向且远离所述纤芯的方向依次分布的第一填充孔结构、第二填充孔结构和N层空气孔结构，N为不小于2的正整数，所述第一填充孔结构和所述第二填充孔结构用于填充温敏材料；

所述第一填充孔结构包括四个均匀围绕所述纤芯分布的椭圆形的第一填充孔，所述第二填充孔结构包括十二个均匀围绕所述纤芯分布且与所述第一填充孔的周向间隔设置的圆形的第二填充孔，每层所述空气孔结构包括十二个均匀围绕所述纤芯分布且与所述第二填充孔的周向间隔设置的圆形的空气孔。

2.根据权利要求1所述的基于Sagnac环干涉效应的微结构光纤，其特征在于，所述第一填充孔的长轴变化范围为1.6～1.7μm，所述第一填充孔的的短轴变化范围为0.7～0.8μm。

3.根据权利要求1所述的基于Sagnac环干涉效应的微结构光纤，其特征在于，所述第二填充孔的孔径变化范围为0.6～0.75μm，所述空气孔的孔径变化范围为1.5～1.7μm。

4.根据权利要求1所述的基于Sagnac环干涉效应的微结构光纤，其特征在于，所述第一填充孔结构、所述第二填充孔结构和N层所述空气孔结构的相邻层结构的间距范围为1.65～1.7μm。

5.根据权利要求1所述的基于Sagnac环干涉效应的微结构光纤，其特征在于，所述温敏材料为酒精与三氯甲烷的混合溶液，其酒精体积占比为73％～78％。

6.根据权利要求1至5任一项所述的基于Sagnac环干涉效应的微结构光纤，其特征在于，所述温敏材料的折射率随着温度变化而变化，满足公式：

n_m＝[n_ethanol|_T＝20℃+dn_ethanol/dT×(T-20)]×ρ

+[n_chloroform|_T＝20℃+dn_chloroform/dT×(T-20)]×(1-ρ)

其中，n_m为所述温敏材料的当前折射率，T为所述温敏材料的当前温度，n_ethanol|_T＝20℃＝1.36045为当温度为20℃时的酒精折射率，n_chloroform|_T＝20℃＝1.43136为当温度为20℃时的三氯甲烷折射率，dn_ethanol/dT＝-3.94×10^-4RIU/℃为酒精的折射率温度系数，dn_chloroform/dT＝-6.328×10^-4RIU/℃为三氯甲烷的折射率温度系数系数，ρ为酒精的体积占比。

7.一种基于Sagnac环干涉效应的微结构光纤温度传感器，其特征在于，包括根据权利要求1至6任一项所述基于Sagnac环干涉效应的微结构光纤，还包括3dB分光器、偏振控制器、第一单模光纤和第二单模光纤；

所述3dB分光器的一侧的两个端口分别与所述偏振控制器的第一端和所述第二单模光纤的第一端连接，所述偏振控制器的第二端与所述第一单模光纤的第一端连接，所述第一单模光纤的第二端与所述微结构光纤的第一端连接，所述第二单模光纤的第二端与所述微结构光纤的第二端连接。

8.根据权利要求7所述的基于Sagnac环干涉效应的微结构光纤温度传感器，其特征在于，所述基于Sagnac环干涉效应的微结构光纤的长度变化范围为1.0～1.1cm。