[发明专利]基于微球谐振器的风速测量装置

摘要

本发明涉及一种风速测量装置领域，尤其是涉及一种基于微球谐振器的风速测量装置。该风速测量装置，包括探头、半导体激光器、宽带光源和光谱仪，探头包括传导光纤和微球，传导光纤测试端端部设有内锥，内锥内设有微球。采用硅微球和光纤锥的结构，探头尺寸小；利用光纤锥的耦合技术，可以有效激励起硅微球中高Q值的回音壁模式，并获得一系列的谐振峰，这些谐振峰的位置对微球的温度变化非常敏感，当微球置于流场中，热传导将改变微球的温度，由于硅微球热光系数高，热膨胀系数小，谐振峰的移动主要由热光效应引起，因此，风速的变化与谐振峰的移动线性度高，可实现对风速的精确测量。

主权项

1.一种基于微球谐振器的风速测量装置，包括设置在测试管道(2)内的探头(1)、用于发出泵浦光的半导体激光器(3)、用于发出信号光的宽带光源(4)和光谱仪(5)，其特征在于：所述探头(1)包括传导光纤(11)和微球(13)，所述传导光纤(11)测试端端部设有内锥(12)，所述内锥(12)内设有微球(13)，所述微球(13)与内锥(12)的母线相切，微球(13)与内锥(13)之间通过范德华力连接固定，所述内锥(12)的深度H满足：以保证微球(13)的部分球冠探出内锥(12)端面，其中，R为微球的半径，φ为内锥的顶角；所述传导光纤(11)连接端与半导体激光器(3)之间设有第一波分复用器(31)，且相互之间通过光纤连接，半导体激光器(3)发出的泵浦光耦合进传导光纤(11)，进一步耦合进微球(13)；所述传导光纤(11)连接端与宽带光源(4)的尾纤连接，宽带光源(4)发出的信号光注入传导光纤(11)，进一步耦合进微球(13)；所述传导光纤(11)连接端与光谱仪(5)之间设有第二波分复用器(51)，且相互之间通过光纤连接，微球(13)反射光谱信号中携带有微球半径和微球折射率的信息，通过第二波分复(51)用器耦合进光谱仪(5)进行分析。