[发明专利]一种双层联结型液芯反谐振光纤及其温度测量装置和方法

权利要求书

1.一种双层联结型液芯反谐振光纤，其特征在于，该双层联结型液芯反谐振光纤包括外包层，以及设置在外包层内的沿外包层内侧周向均布的6对以上的联结孔；

所述的联结孔为联结管外管和联结管内管形成孔的联结结构，联结管外管的外壁和外包层的内壁相切，联结管外管的外壁和联结管内管的外壁相切；联结管内管的中心位于联结管外管中心和双层联结型液芯反谐振光纤中心的连线上；联结管外管形成外层孔，联结管内管形成内层孔；其中，外层孔半径≥内层孔半径；

在联结管内管形成的内层孔中，选择1-2个孔填充易产生SPR的材质，当为2个填充易产生SPR的材质的孔时，两个填充易产生SPR的材质的孔的中心连线和外包层的直径重合；

在外包层、联结管外管和联结管内管围绕形成的不规则区域填充液体作为液芯，填充液体受温度影响折射率改变范围的最大值小于光纤材质折射率，且与光纤材质折射率差大于0.05。

2.根据权利要求1所述的双层联结型液芯反谐振光纤，其特征在于，所述的易产生SPR的材质为在输入波长能够产生SPR效应的材质；内层孔填充易产生SPR的材质为满填充或填充一层，当为填充一层时，层厚度为20nm-400nm。

3.根据权利要求2所述的双层联结型液芯反谐振光纤，其特征在于，易产生SPR的材质为金、银、石墨烯中的一种。

4.根据权利要求1所述的双层联结型液芯反谐振光纤，其特征在于，联结管外管的壁厚和联结管内管的壁厚均根据外包层、联结管外管和联结管内管围绕形成的纤芯区域中填充液体且未填充易产生SPR的材质的反谐振光纤传输输入光的工作波段进行设置，具体设置关系式为：

t_m为该谐振阶数下的内管和外管的壁厚，单位为微米，λ为谐振波长，单位为1，m为谐振阶数，n₁为液芯的折射率，n₀为光纤材质的折射率。

5.根据权利要求1所述的双层联结型液芯反谐振光纤，其特征在于，双层联结型液芯反谐振光纤的光纤材质为能够产生反谐振效果的材质。

6.根据权利要求1所述的双层联结型液芯反谐振光纤，其特征在于，光纤材质为石英玻璃、稀土掺杂玻璃、硫化物玻璃、碲化物玻璃中的一种。

7.根据权利要求1所述的双层联结型液芯反谐振光纤，其特征在于，液芯的液体为折射率温度系数大的液体。

8.一种双层联结型液芯反谐振光纤的温度测量装置，其特征在于，包括权利要求1-7任意一项所述的双层联结型液芯反谐振光纤，还包括光源、输入光纤、输出光纤和信号检测分析部件，输入光纤的一端和双层联结型液芯反谐振光纤的输入端连接，光源设置在输入光纤的另一端，输出光纤的一端和双层联结型液芯反谐振光纤的输出端连接，信号检测分析部件和输出光纤的另一端连接；

光源将其光入射到双层联结型液芯反谐振光纤；

信号检测分析部件用于检测双层联结型液芯反谐振光纤内产生的谐振峰偏移，并对谐振峰随温度的偏移量进行分析。

9.根据权利要求8所述的双层联结型液芯反谐振光纤的温度测量装置，其特征在于，该双层联结型液芯反谐振光纤的传输带宽和温度检测范围，通过对液芯的液体、光纤材质、填充易产生SPR的材质进行调整；

所述的输入光纤为单模光纤，输出光纤为多模光纤。

10.一种双层联结型液芯反谐振光纤的温度测量方法，其特征在于，采用权利要求8所述的双层联结型液芯反谐振光纤的温度测量装置，包括以下步骤：

步骤1：启动设备

开启双层联结型液芯反谐振光纤的温度测量装置中的光源和信号检测分析部件，检查信号检测分析部件，确认光路导通；

步骤2：初次使用时进行标定参数

将双层联结型液芯反谐振光纤放入恒温箱中，逐步调节温度从20℃至50℃，通过信号检测分析部件测定对应不同温度下的谐振峰波峰位置，拟合出温度与谐振峰波峰位置关系；

步骤3：检测

(1)将双层联结型液芯反谐振光纤置于待测环境中；

(2)通过信号检测分析部件测量谐振峰数据；

(3)通过信号检测分析部件计算获得谐振峰波峰位置，通过谐振峰波峰位置，结合拟合的温度与谐振峰波峰位置关系，分析得到温度，达到定量测量。