[发明专利]一种基于U型拉锥单模‑多模‑单模光纤结构的折射率传感器

权利要求书

1.一种基于U型拉锥单模－多模－单模光纤结构的折射率传感器，其特征在于：包括一个放大自发辐射宽谱光源(1)、一个U型拉锥单模－多模－单模光纤探头(2)、一个光谱分析仪(3)、输入光纤(9)以及输出光纤(10)；

所述的U型拉锥单模－多模－单模光纤探头(2)包括一根输入单模光纤(4)、一根弯曲的拉锥多模光纤(5)、一根输出单模光纤(6)、一块固定板(7)和两块UV胶(8)；其中输入单模光纤(4)、弯曲的拉锥多模光纤(5)和输出单模光纤(6)熔接为一体，再弯曲为U型放置于固定板(7)上，由UV胶(8)进行固定；

由放大自发射宽谱光源(1)输出的光经由输入光纤(9)进入U型拉锥单模-多模-单模光纤探头(2)，在输入单模光纤(4)和弯曲的拉锥多模光纤(5)的熔接点，会激发出一系列高阶模，在弯曲的拉锥多模光纤(5)中，且部分光以倏逝场的形式传输；在输出单模光纤(6)和弯曲的拉锥多模光纤(5)的熔接点，高阶模之间会发生多模干涉，形成多模干涉峰，并重新耦合成单模在输出单模光纤(6)中传输，经由输出光纤(10)传输到光谱分析仪(3)中得到携带多模干涉信息的传输光谱；在弯曲的拉锥多模光纤(5)中以倏逝场形式传输的部分光，可以和外界介质直接接触，并发生相互作用，导致外界介质的折射率发生变化时，光谱分析仪(3)测得的传输光谱中的多模干涉峰的波谷位置将出现漂移；通过测量光谱分析仪(3)中传输光谱的干涉峰波谷位置实现对外界介质折射率的传感。

2.根据权利要求1所述的基于U型拉锥单模－多模－单模光纤结构的折射率传感器，其特征在于：所述的放大自发辐射宽谱光源(1)波长范围为1200-1700nm，保持和所用光纤的工作波长一致。

3.根据权利要求1所述的基于U型拉锥单模－多模－单模光纤结构的折射率传感器，其特征在于：利用熔接机在两段单模光纤中间熔接一段多模光纤，两段单模光纤分别形成输入单模光纤(4)和输出单模光纤(6)，多模光纤为弯曲的拉锥多模光纤(5)。

4.根据权利要求1所述的基于U型拉锥单模－多模－单模光纤结构的折射率传感器，其特征在于：所述弯曲的拉锥多模光纤(5)是阶跃型折射率多模光纤，数值孔径为0.22，纤芯直径为105μm，包层直径为125μm。

5.根据权利要求1所述的基于U型拉锥单模－多模－单模光纤结构的折射率传感器，其特征在于：所述的U型拉锥单模－多模－单模光纤结构的折射率传感器整体固定于固定板(7)，其中光纤探头处悬空，固定板(7)材质为石英。