專利名稱：光纖布拉格光柵折射率傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種折射率傳感器，尤其涉及一種光纖布拉格光柵的折射率傳感
O
背景技術(shù)：
折射率在物理、生物、化學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域是一個(gè)很重要的參數(shù)，對(duì)其精確測量在化 工、醫(yī)藥、食品等相關(guān)工業(yè)部門有重要意義和用途。因此，許多的測量折射率的方法應(yīng)運(yùn)而 生。傳統(tǒng)的測量方法有掠入射法、衍射光柵法、激光照射法和CCD測量法，還有寬帶吸收光 譜法、滴定法和熒光淬火等測量方法，但是大多數(shù)這些方法都只局限于可見光范圍而且都 是取樣的方法，不能進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。隨后，光聲、sra傳感器和拉曼光譜等一些新技術(shù)相 繼出現(xiàn)，但是這些方法價(jià)格昂貴并且不易操作?；陂L周期光纖光柵的折射率計(jì)具有較高 的靈敏度，但是由于長周期光纖光柵受自身的彎曲影響大，可靠性受到大大影響?；诜ú?里-珀羅腔的折射率計(jì)，雖然具有體積小的優(yōu)點(diǎn)，但是制造復(fù)雜且昂貴，易受光源穩(wěn)定性的 影響。當(dāng)前基于光纖布拉格光柵的折射率傳感方法，都是通過去除光纖包層，利用光纖漸逝 波(evanescent field)與外界(待測折射率物質(zhì))相互作用，引起光纖光柵布拉格波長移動(dòng) 來實(shí)現(xiàn)折射率的測量。這種方法缺點(diǎn)是由于光纖的包層被去除，可承受的強(qiáng)度減弱，影響傳 感器的應(yīng)用，同時(shí)成本上升。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供光纖布拉格光柵折射 率傳感器，具體技術(shù)方案如下。一種光纖布拉格光柵折射率傳感器，包括寬帶光源、光纖耦合器、傳輸光纖、光纖 傳感頭、光譜儀和計(jì)算機(jī)，所述寬帶光源連接到光纖耦合器的輸入端，光纖耦合器的一輸出 端通過傳輸光纖與到光纖傳感頭連接，光纖耦合器的另一輸出端與光譜儀的輸入端連接， 光纖傳感頭反射的光通過光纖耦合器傳輸?shù)焦庾V儀的輸入端；所述光纖傳感頭為帶尾纖的 普通光纖布拉格光纖光柵。上述的光纖布拉格光柵折射率傳感器中，還包括用于接收光譜儀的輸出數(shù)據(jù)并計(jì) 算折射率的計(jì)算機(jī)，光譜儀輸出端與所述計(jì)算機(jī)通信連接。上述的光纖布拉格光柵折射率傳感器中，所述光纖傳感頭由普通單模光纖和刻在 該普通單模光纖上的光纖布拉格光柵構(gòu)成。上述的光纖布拉格光柵折射率傳感器中，所述普通單模光纖為未經(jīng)去除包層處理 的單模光纖。上述的光纖布拉格光柵折射率傳感器中，光纖傳感頭的所述尾纖長度大于光源的 相干長度，尾纖端面與尾纖長度方向垂直。上述的光纖布拉格光柵折射率傳感器中，光纖耦合器的分光比為10% 90% 90% 10%。[0010]上述的光纖布拉格光柵折射率傳感器中，所述寬帶光源為C-波段 (1520nm-1570nm)的光纖寬帶光源，所述傳輸光纖為普通單模光纖。上述的光纖布拉格光柵折射率傳感器中，所述光纖傳感頭是帶尾纖的普通光纖布 拉格光纖光柵，布拉格波長在所述寬帶光源波長范圍內(nèi)，反射率為任意。上述的光纖布拉格光柵折射率傳感器中，計(jì)算機(jī)根據(jù)布拉格光纖光柵的邊模抑制 比隨其尾纖端面所處的待測材料折射率而變化的規(guī)律，計(jì)算出待測材料折射率。進(jìn)行測量時(shí)，光纖傳感頭插入待測物質(zhì)(如液體)中。布拉格光纖光柵的邊模抑制 比隨其尾纖端面所處的待測材料折射率而變化的規(guī)律原理如下布拉格光纖光柵的反射率 R艦(Λ)隨波長；I的變化可以表示為[0015]
權(quán)利要求光纖布拉格光柵折射率傳感器，其特征在于包括寬帶光源(1)、光纖耦合器(2)、傳輸光纖(3)、光纖傳感頭(4)和光譜儀(5)，所述寬帶光源(1)連接到光纖耦合器(2)的輸入端，光纖耦合器(2)的一輸出端通過傳輸光纖(3)與到光纖傳感頭(4)連接，光纖耦合器(2)的另一輸出端與光譜儀(5)的輸入端連接，光纖傳感頭(4)反射的光通過光纖耦合器(2)傳輸?shù)焦庾V儀(5)輸入端；所述光纖傳感頭(4)為帶尾纖的普通光纖布拉格光纖光柵。
2.如權(quán)利要求1所述的光纖布拉格光柵折射率傳感器，其特征在于還包括用于接收光 譜儀的輸出數(shù)據(jù)并計(jì)算折射率的計(jì)算機(jī)(6)，光譜儀(5)的輸出端與所述計(jì)算機(jī)(6)通信連 接。
3.如權(quán)利要求1所述的光纖布拉格光柵折射率傳感器，其特征在于所述光纖傳感頭 (4)由普通單模光纖和刻在該普通單模光纖上的光纖布拉格光柵(7)組成。
4.如權(quán)利要求3所述的光纖布拉格光柵折射率傳感器，其特征在于所述普通單模光纖 為未經(jīng)去除包層處理的單模光纖。
5.如權(quán)利要求1所述的所述的光纖布拉格光柵折射率傳感器，其特征在于光纖傳感頭 的所述尾纖長度大于光源的相干長度，尾纖端面與尾纖長度方向垂直。
6.如權(quán)利要求1所述的光纖布拉格光柵折射率傳感器，其特征在于光纖耦合器的分光 比為 10% 90% 90% 10%。
7.如權(quán)利要求1 6任一項(xiàng)所述的光纖布拉格光柵折射率傳感器，其特征在于所述傳 輸光纖為普通單模光纖。
專利摘要本實(shí)用新型公開了光纖布拉格光柵折射率傳感器，包括寬帶光源(1)、光纖耦合器(2)、傳輸光纖(3)、光纖傳感頭(4)和光譜儀(5)，所述寬帶光源(1)連接到光纖耦合器(2)的輸入端，光纖耦合器(2)的一輸出端通過傳輸光纖(3)與到光纖傳感頭(4)連接，光纖耦合器(2)的另一輸出端與光譜儀(5)連接，光纖傳感頭(4)反射的光通過光纖耦合器(2)傳輸?shù)焦庾V儀(5)，光譜儀(5)與計(jì)算機(jī)(6)通信連接；所述光纖傳感頭(4)為帶尾纖的普通光纖布拉格光纖光柵。本傳感器可實(shí)現(xiàn)折射率測量，也可以實(shí)現(xiàn)折射率和溫度的同時(shí)測量，具有實(shí)時(shí)在線和遠(yuǎn)程檢測的能力，測量范圍大、靈敏度高、穩(wěn)定性強(qiáng)、操作方便。
文檔編號(hào)G01N21/41GK201724901SQ201020209470
公開日2011年1月26日 申請日期2010年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月31日
發(fā)明者蒙紅云, 黃旭光 申請人:華南師范大學(xué)