[发明专利]基于光纤光栅微腔的相移光纤光栅氢气传感器

摘要

基于光纤光栅微腔的相移光纤光栅氢气传感器，其特征包括：宽带光源，单模传输光纤，镀有Pt/WO₃膜的光纤光栅微腔相移光纤光栅传感头，气室，光谱仪；所述镀有Pt/WO₃膜的光纤光栅微腔相移光纤光栅传感头由光纤光栅微腔相移光纤光栅和Pt/WO₃膜构成；氢气作用于Pt/WO₃膜，Pt/WO₃膜折射率会发生变化，使透射窗口中波峰位置发生变化，通过检测波峰的位置变化，可以实现高灵敏度的氢气浓度的测量，然而在检测氢气浓度时，环境温度可能发生变化，由于有光纤光栅的存在，在测量氢气浓度的同时可以监测环境温度对测量结果的影响，能够消除环境温度对测量结果的影响。本发明提出一种结构紧凑、可以提高测量精确度与灵敏度的基于光纤光栅微腔的相移光纤光栅氢气传感器。

主权项

基于光纤光栅微腔的相移光纤光栅氢气传感器，其特征在于：由宽带光源，单模传输光纤，镀有Pt/WO₃膜的光纤光栅微腔相移光纤光栅传感头，气室，光谱仪，构成传感测量系统；宽带光源的输出端与单模传输光纤相连，单模传输光纤与处于气室内的镀有Pt/WO₃膜的光纤光栅微腔相移光纤光栅传感头的输入端相连，镀有Pt/WO₃膜的光纤光栅微腔相移光纤光栅传感头的输出端与单模传输光纤相连，单模传输光纤与光谱仪相连；所述光纤光栅微腔相移光纤光栅传感头由光纤光栅微腔和Pt/WO₃膜组成，微腔加工在光纤光栅栅区中间位置，光纤光栅使用布拉格光纤光栅，微腔的宽度在3μm～5μm之间，Pt/WO₃膜填满微腔，深度在66.6μm～76μm之间，形成相移光纤光栅；随着氢气浓度的变化，Pt/WO₃膜与氢气发生反应，使膜的折射率发生变化，在此结构中，特定波长的光被反射，其余透射光透过Pt/WO₃膜，透射窗口中因相移而引起的波峰的位置会发生变化，通过测量波峰的变化，就可以得到氢气的浓度大小；光谱仪作为信号解调部分。