[发明专利]纤维集成干涉仪并联结构三维空间分布式形变传感器

权利要求书

1.一种纤维集成干涉仪并联式三维空间分布式形变传感器，其主要特征是：该传感器是由两种螺旋多芯光纤(1)级联而成，螺旋四芯光纤(1-1)与螺旋氟化物包层四芯光纤(1-2)熔接在一起，反复级联，形成一种纤维集成干涉仪并联式三维空间分布式形变传感器，螺旋四芯光纤(1-1)的纤芯与包层折射率分别为n₄和n₃，螺旋氟化物包层四芯光纤(1-2)的纤芯折射率为n₃，纤芯包层折射率为n₁，外包层折射率为n₂，当二者焊接到一起时，由于二者纤芯存在折射率差，光束在熔接处会有部分反射、部分透射，反射率R由菲涅尔反射定律计算，两光纤之间的折射率差为0.01时，光束在连接面反射率为3.33*10^-5，螺旋氟化物包层四芯光纤(1-2)的另一端与另一段螺旋四芯光纤(1-1)熔接在一起，由于螺旋四芯光纤(1-1)的纤芯(1-1a)/(1-1b)/(1-1c)/(1-1d)的折射率与螺旋氟化物包层四芯光纤(1-2)的纤芯(1-2a)/(1-2b)/(1-2c)/(1-2d)折射率存在差值，使得光束在两个光纤的连接处再次发生部分反射、部分透射，反射光束携带了光纤的弯曲以及扭转信息，通过白光扫描解调系统解调前后两个熔接面的反射信号干涉后的信号就可以得到传感器的弯曲以及扭转信息。

2.根据权利要求1所述的一种纤维集成干涉仪并联式三维空间分布式形变传感器，其特征是：采用多芯光纤分束式连接器来实现多芯光纤的每个纤芯的光输入、输出信号的分离，多芯光纤分束式连接器制备过程如下：将石英套管(3)打孔，用于嵌入双包层单模光纤(2)，双包层单模光纤(2)具有三层折射率结构，依次为外包层(2-1)、内包层(2-2)以及纤芯(2-3)，嵌入完毕后对石英套管(3)进行熔融拉锥，使双包层单模光纤(2)的纤芯(2-3)逐渐减小至模式截止，内包层(2-2)逐渐转化为光波的主要传输层，当锥腰处双包层单模光纤(2)的内包层(2-2)的传输模式与螺旋四芯光纤(1-1)的传输模式相匹配时停止拉锥；在锥腰处将石英套管(3)截断并与螺旋四芯光纤(1-1)焊接，得到多芯光纤分束式连接器。