[发明专利]一种基于Sagnac环与FP腔串联的示波器探测温度传感器有效
| 申请号： | 201710996912.2 | 申请日： | 2017-10-20 |
| 公开（公告）号： | CN107817063B | 公开（公告）日： | 2018-09-07 |
| 发明（设计）人： | 李林军;杨玉强;杨曦凝;白云峰;谢文强;周龙 | 申请（专利权）人： | 黑龙江工程学院 |
| 主分类号： | G01K11/32 | 分类号： | G01K11/32 |
| 代理公司： | 北京科家知识产权代理事务所(普通合伙) 11427 | 代理人： | 陈娟 |
| 地址： | 150050 黑龙*** | 国省代码： | 黑龙江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 基于 sagnac fp 串联 示波器 探测 温度传感器 | ||
1.一种基于Sagnac环与FP腔串联的示波器探测温度传感器，其特征在于，包括：
第一耦合器，隔离器，第二耦合器，Sagnac环，环形器，FP腔，第三耦合器，平顶光栅，衰减器；所述第一耦合器，隔离器，第二耦合器，Sagnac环，环形器，FP腔，第三耦合器，平顶光栅，衰减器通过单模光纤连接；
所述第一耦合器与所述隔离器相连，所述隔离器与所述第二耦合器第一入口相连，所述第二耦合器第一出口与Sagnac环入口相连，所述Sagnac环出口与所述第二耦合器第二入口相连，所述第二耦合器第二出口与所述环形器第一入口相连，所述环形器第一出口与所述FP腔入口相连，所述FP腔出口与所述环形器第二入口相连，所述环形器第二出口与所述第三耦合器第一入口相连，所述第三耦合器第一出口与所述平顶光栅入口相连，所述平顶光栅出口与所述第三耦合器第二入口相连，所述第三耦合器第二出口与所述衰减器相连，所述衰减器通过光电探测器与示波器相连。
2.根据权利要求1所述的示波器探测温度传感器，其特征在于，
所述Sagnac环内包含一段长度为0.1-2米的双孔光纤，所述双孔光纤两端与所述单模光纤熔接；所述双孔光纤包含纤芯和两个相对于所述纤芯对称分布的空气孔，两个所述空气孔内填充酒精。
3.根据权利要求2所述的示波器探测温度传感器，其特征在于，
所述双孔光纤与单模光纤的直径均为110-140微米，所述双孔光纤的两个空气孔的直径均为10-30微米，两孔间隔40-60微米。
4.根据权利要求3所述的示波器探测温度传感器，其特征在于，
所述双孔光纤的长度为1米，其与单模光纤的直径均为125微米，所述双孔光纤的两个空气孔的直径均为20微米，两孔间隔50微米。
5.根据权利要求1所述的示波器探测温度传感器，其特征在于，
FP腔为石英管，两端熔接所述单模光纤，所述石英管长度为100-500微米，所述石英管外径与所述单模光纤直径均为110-140微米，所述石英管内径为20-80微米。
6.根据权利要求5所述的示波器探测温度传感器，其特征在于，
所述石英管长度为300微米，所述石英管外径与所述单模光纤直径均为125微米，所述石英管内径为60微米。
7.根据权利要求1所述的示波器探测温度传感器，其特征在于，
所述FP腔干涉谱为：
其中，IFP为FP腔干涉谱光强，I1和I2分别为FP腔反射面1和反射面2的反射光强，d为FP腔的长度，n为FP腔内空气折射率，λ为入射光的波长，FP腔的自由光谱范围FSRFP为
FSRFP＝λ2/2nd (2)
所述Sagnac环的透射谱为：
其中，Isagnac为Sagnac环干涉谱光强,B和L分别为双孔光纤的双折射系数和长度，λ为入射光的波长，Sagnac环的自由光谱范围FSRSagnac为
FSRSagnac＝λ2/BL (4)
干涉谱包络的自由光谱范围FSREnvelope与FP腔自由光谱范围FSRFP和Sagnac环自由光谱范围FSRSagnac的关系为
当Sagnac环在温度的作用下频移时，干涉谱包络随之频移，且频移量是Sagnac环频移量的M倍，M为灵敏度增大因子，表示为
所述M的取值范围为10-50。
8.根据权利要求7所述的示波器探测温度传感器，其特征在于，所述M的取值为20。
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