[发明专利]能够利用单个衍射光栅进行形变和温度测量的埋藏式光学传感器

摘要

一种埋藏式光学传感器含有多个层(10-20)和一个设置在层(14，16)之间的带有一个光纤光栅(28)的光纤(21)。层(10-20)包括有一些加强丝(22)和具有不同热胀系数的树脂(24)，并且各加强丝(22)的取向使得能产生通过围绕着光栅(28)的高于树脂的区域的几何形状而作用于光纤(21)中的光栅(28)上的不相等的横向剩余应力。这些不相等的横向剩余应力在光栅(28)中诱导起双折射，由此使光栅(28)反射两个有预定间距的波长的光(32)，其中每个波长的光沿着不同的偏振轴偏振。波长间距与该间距中间的平均波长对温度和形变有不同的灵敏度。由此可以只使用单个光栅来进行独立的温度测量和形变测量。当相邻层(10、12)的加强丝(22)相对于光纤(21)的纵轴(Z轴)成90度地取向时，双折射达到最大。

主权项

1、一种埋藏式光学传感器，它包括：一个光学波导，用来限制入射光和返回光；及至少一个设置在上述波导内的上述入射光光路中的反射元件，它反射一部分的上述入射光，上述反射元件有一个第一横向轴(X)和一个垂直于上述第一横向轴(X)的第二横向轴(Y)，上述第一和上述第二横向轴(X，Y)都垂直于一个沿光学波导延伸方向的纵轴(Z)；其特征在于：横向应力装置，用来向上述反射元件加力，以在上述反射元件中产生不相等的横向应力；上述不相等的横向应力在上述反射元件中产生双折射，并且上述不相等的横向应力随着温度变化而变化，由此使上述双折射也随温度变化；上述双折射引起与上述反射元件的一个第一偏振轴相关连的上述反射元件的第一峰点反射波长(λa)和与上述反射元件的一个第二偏振轴相关连的上述反射元件的第二峰点反射波长(λb)；波长间距(Δλ1；Δλ2)是上述第一峰点反射波长和上述第二峰点反射波长(λa，λb)之间的波长差，平均波长(λc)是上述第一峰点反射波长(λa)和上述第二峰点反射波长(λb)正中间的波长；以及上述波长间距(Δλ1；Δλ2)对温度和形变的灵敏度与上述平均波长(λc)对温度和形变的灵敏度不同，由此利用上述反射元件可以允许温度和形变两者的测量。