[发明专利]基于脉冲光的分布式量子传感器及传感微结构制作方法

说明书

本发明涉及NV色心传感技术领域，方案为一种基于脉冲光的分布式量子传感器，包括有触发源、处理终端以及传感光纤，所述传感光纤上设有若干组探测区，每个探测区内均设置有量子点，所述触发源用于产生特制脉冲光源，并将特制脉冲光源耦合进入传感光纤中，量子点在特制脉冲光源的照射下产生应激荧光，相比于现有技术，本发明利用同一种量子点即可实现一根载体光纤的分布式传感，其成本更低、生产更容易、反射荧光更容易与触发光过滤区分，且由于采用同一种量子点，本发明可使用特定波长的触发光，实现所有量子点高效触发，提高了测量准确性，同时，采用同一种量子点进行测量，测量方式和标准是统一的，使得测量结果更便于计算。

技术领域

本发明涉及NV色心传感技术领域，具体涉及到一种基于脉冲光的分布式量子传感器及传感微结构制作方法。

背景技术

近年来，以光纤为传感元件的测量技术已成为目前传感技术中的研究热点。随着各种光纤器件的大量涌现，使用光纤及光纤器件来进行磁场、温度等传感的方法越来越受到人们的广泛关注。现有技术中使用光纤-量子点结合进行传感的技术不在少数，但是其一般只能进行单点传感，即一根光纤上只有一个点位能进行测量，不能实现分布式测量，使用存在局限性。

公开号为CN103954377B的中国专利公开了一种基于微结构光纤的温度传感器及其制备方法和测温装置。所述温度传感器包括至少两段微结构光纤，相邻两段微结构光纤之间通过多模光纤串接；所述微结构光纤的纤芯和包层二者之中至少包层内具有沿轴向分布的气孔，所述气孔内具有量子点材料，且每段微结构光纤中的量子点材料所发射的荧光的波长不同。上述专利通过在一根光纤上分布安装多个不同反射波长的量子点，在检测时，能够将不同量子点的探测结果区分开，进而实现了分布式传感功能，但是该设计中，不仅制备各类量子点的过程比较繁琐，且各个波长不同的反射荧光与触发激光之间的区分比较困难，同时由于各个量子点的不同，使用同一波长激发光对其照射产生的反射效果不同，进而导致不同传感点位的测量结果难以定量，最终影响传感准确性。

基于此，本发明设计了一种基于脉冲光的分布式量子传感器及传感微结构制作方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明提出了一种基于脉冲光的分布式量子传感器及传感微结构制作方法，通过使用脉冲光源对不同位置的量子点进行触发，由于不同位置处量子点与光电探测器距离不同，导致不同位置处量子点处产生的反射荧光返回时间存在差异，通过该时间差将不同量子点的反射荧光进行区分，最终实现通过同一种量子与光纤结合实现分布式测量。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于脉冲光的分布式量子传感器，包括有触发源、处理终端以及传感光纤，所述传感光纤上设有若干组探测区，每个探测区内均设置有量子点，所述触发源用于产生特制脉冲光源，并将特制脉冲光源耦合进入传感光纤中，量子点在特制脉冲光源的照射下产生应激荧光，不同位置处的量子点产生的应激荧光均沿着传感光纤返回并被处理终端统一接收，处理终端根据荧光接收时间的不同对采集的应激荧光进行分类，并对分类后的反馈信息进行分析处理。

优选的，所述特制脉冲光源为矩形脉冲光或高斯型脉冲光。

优选的，所述探测区为光纤微结构，若干组光纤微结构和连接光纤相连形成传感光纤，所述光纤微结构和连接光纤之间为可拆卸连接。

优选的，所述光纤微结构包括短光纤，所述短光纤中部设有裸光纤区，所述短光纤的两端连接有光纤连接头，所述量子点设在裸光纤区的纤芯内，所述裸光纤区的表面设置有一层反光镀膜层，所述裸光纤区的外围设有热缩保护套，所述热缩保护套内设有防弯棒。

优选的，所述裸光纤区的外表面由两侧向中部凹陷。