[发明专利]一种光纤折射率传感器及其制作方法

摘要

本发明适用于光纤传感技术领域,提供了一种光纤折射率传感器，它由高功率激光器、2个半波片、起偏器、耦合透镜、悬挂芯光子晶体光纤和光谱仪组成。采用的悬挂芯光子晶体光纤，其包层为几个空气孔通过亚波长石英臂悬挂在石英纤芯周围，光纤纤芯小，包层空气孔大，既能保证光纤高非线性系数缩短传感光纤长度，又方便空气孔中液体的填充。另外，提供了一种光纤折射率传感器的制作方法，由于悬挂芯光子晶体光纤的零色散波长位于泵浦波长附近，产生的斯托克斯波和反斯托克斯波对光纤色散非常敏感，可实现超高灵敏度的折射率传感，灵敏度可高达105nm/RIU量级。并且避免温度交叉敏感性，实现对外界环境折射率微变量高精度传感测量。

主权项

一种光纤折射率传感器，其特征在于，所述光纤折射率传感器基于四波混频效应，所述光纤折射率传感器沿光路方向包括高功率激光器、第一半波片、起偏器、第二半波片、耦合透镜、悬挂芯光子晶体光纤和光谱仪；所述悬挂芯光子晶体光纤具有包层和纤芯,其中,包层中具有若干个通过亚波长石英臂悬挂在纤芯周围的空气孔，所述空气孔的孔径大于所述纤芯的芯径，且所述空气孔中填充有待测液体样品；所述空气孔的个数及排列方式使纤芯形状接近圆形；利用所述光纤折射率传感器来检测液体折射率变化的方法步骤如下：A，高功率激光器输出入射光，并经过所述第一半波片和起偏器，所述第一半波片和起偏器可调节入射光的功率，避免入射功率过大产生超连续谱，淹没四波混频信号；B，调节第二半波片来控制入射光的偏振态；C，观察光谱仪中斯托克斯波或反斯托克斯波的峰值大小，并调整耦合透镜与悬挂芯光子晶体光纤的位置，使得斯托克斯波或反斯托克斯波的峰值达到最大；D，改变填充有待测液体样品的悬挂芯光子晶体光纤的温度，可改变液体的折射率，导致光谱仪中光谱发生漂移，测量波长的漂移可探知液体折射率的变化；E，待测液体样品检测完毕，利用超声波清洗的方式对悬挂芯光子晶体光纤进行空气孔的清洗，以便所述悬挂芯光子晶体光纤的循环利用。