[实用新型]法拉第旋镜结构单模‑无芯‑单模双端错位光纤测温装置

说明书

技术领域

本实用新型属于光纤测温传感装置技术领域，具体涉及一种法拉第旋镜结构单模-无芯-单模双端错位光纤测温装置。

背景技术

目前基于干涉理论的光纤传感器的研究已取得多项研究成果，但也存在许多亟待解决的问题。由于输出信号会受到光纤传输损耗、接续损耗、光纤震动、多重外界环境等影响，将严重引起光信号衰减的无规律性。近几年来，利用光纤测温已经成了一种趋势。越来越多的人设计出不同的光纤测温方案，如干涉仪测温、激光测温和错位光纤测温等，但都或多或少存在一些不足之处，如系统复杂的制作工艺、较高的传输损耗、信噪比较低和较多的错位熔接点等多重因素；另外，由于干涉的复杂性，传感器探测到的信号很微弱，温度灵敏度低，稳定性差，传感器输出的偏振状态较差，所有这些导致成本增加且对温度传感系统的研究没有保障。

发明内容

本实用新型为解决上述基于干涉理论对光纤温度传感系统研究的稳定性差、温度灵敏度低、成本高和偏振状态较差等问题，提供了一种法拉第旋镜结构单模-无芯-单模双端错位光纤测温装置，该装置通过无芯光纤双错位结构，干涉的光信号经法拉第旋镜反射后经环形器产生特定激光的波长，然后通过分析不同温度下相应的输出激光波长来研究温度传感系统的性能，该装置提高了传感器输出的灵敏度、稳定性和改善了偏振度的状态。

本实用新型为解决上述技术问题采用如下技术方案，法拉第旋镜结构单模-无芯-单模双端错位光纤测温装置，其特征在于包括1550nm激光器、环形器、第一单模光纤、第二单模光纤、无芯光纤、容器、第三单模光纤、第四单模光纤、法拉第旋镜和光谱分析仪，其中第一单模光纤与第二单模光纤错位熔接，第一单模光纤的另一端与环形器的蓝色端口相连接，环形器的红色端口通过单模光纤与1550nm激光器相连接，环形器的白色端口通过单模光纤与光谱分析仪相连接，无芯光纤熔接于第二单模光纤和第三单模光纤之间，该无芯光纤设置于盛放待测溶液的容器中并且无芯光纤的两端密封横穿容器后分别与第二单模光纤和第三单模光纤熔接，第三单模光纤与第四单模光纤错位熔接，第四单模光纤的另一端与法拉第旋镜相连接。

进一步优选，所述的第一单模光纤、第二单模光纤、第三单模光纤和第四单模光纤的直径均为125μm，其芯层和包层的直径分别为9.2μm和125μm，所述的无芯光纤的直径为125μm。

进一步优选，所述的第一单模光纤与第二单模光纤的错位量为3mm，第三单模光纤与第四单模光纤的错位量为3mm。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本实用新型提出的是一种基于法拉第旋镜结构单模-无芯双端错位光纤温度传感器，其有效改善了不稳定、偏振状态差和温度灵敏度低的问题；

2、法拉第旋镜结构最大干扰幅值可达到近10dB，这明显高于没有法拉第旋镜的单一干扰；

3、在40-80℃范围内，传感器的温度灵敏度约为0.99047nm/℃，相关系数约为0.99502，温度灵敏度增加了一个数量级；

4、本实用新型结构简单，成本较低，实用性强，有望在温度传感领域得到广泛应用。

附图说明

图1是本实用新型的光路连接图。

图中：1、1550nm激光器，2、环形器，3、第一单模光纤，4、第二单模光纤，5、无芯光纤，6、容器，7、第三单模光纤，8、第四单模光纤，9、法拉第旋镜，10、光谱分析仪。

具体实施方式

结合附图详细描述本实用新型的具体内容。法拉第旋镜结构单模-无芯-单模双端错位光纤测温装置，包括1550nm激光器1、环形器2、第一单模光纤3、第二单模光纤4、无芯光纤5、容器6、第三单模光纤7、第四单模光纤8、法拉第旋镜9和光谱分析仪10，其中第一单模光纤3与第二单模光纤4错位熔接，第一单模光纤3的另一端与环形器2的蓝色端口相连接，环形器2的红色端口通过单模光纤与1550nm激光器1相连接，环形器2的白色端口通过单模光纤与光谱分析仪10相连接，无芯光纤5熔接于第二单模光纤4和第三单模光纤7之间，该无芯光纤5设置于盛放待测溶液的容器6中并且无芯光纤5的两端密封横穿容器6后分别与第二单模光纤4和第三单模光纤7熔接，第三单模光纤7与第四单模光纤8错位熔接，第四单模光纤8的另一端与法拉第旋镜9相连接。