[发明专利]基于自聚焦光纤的折射率传感器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于自聚焦光纤的折射率传感器及其制备方法，该方法包括：将自聚焦光纤的一端与第一传输光纤固定连接，在自聚焦光纤中与连接端的距离为聚焦周期的二分之一的位置进行切割处理，形成切割端，该连接端为自聚焦光纤的两端中与第一传输光纤固定连接的一端，将自聚焦光纤的切割端与第二传输光纤固定连接，对自聚焦光纤纤芯中间的一侧进行微加工，形成微腔。该折射率传感器包括第一传输光纤、第二传输光纤和自聚焦光纤，自聚焦光纤固定在第一传输光纤与第二传输光纤之间，自聚焦光纤的长度为聚焦周期的二分之一，自聚焦光纤纤芯中间一侧具有微腔，因此微腔位于聚焦周期的四分之一处，使该自聚焦光纤具有连接损耗低和对比度高的优势。

技术领域

本发明涉及光纤传感领域，尤其涉及一种基于自聚焦光纤的折射率传感器及其制备方法。

背景技术

折射率是一种用于描述流体介质的物理参数，流体介质的折射率通常与介质的密度，组成成分及含量等有紧密的相关性，同时这些参数均可通过折射率来反映。随着科学技术的发展，人们相继研究出各种各样的光纤传感器。光纤传感器具有性能优良、抗干扰能力强、应用范围广、易于集成等突出优势。基于上述优点，可利用特定的光纤传感器对流体折射率进行检测。

现有的利用光纤传感器测量折射率的方法有多种，其中包括光纤布拉格光栅、长周期光栅、光纤法布里-珀罗干涉、光纤表面等离子共振、单模-无芯-单模光纤等光纤传感结构测量折射率。利用上述光纤传感结构测量折射率时，存在以下问题：光纤传感器结构的结构复杂，传输损耗大和干涉对比度不高以致不利于光谱信号解调等。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于自聚焦光纤的折射率传感器及其制备方法，用于解决现有光纤折射率传感器测量折射率时存在连接损耗大，对比度低的技术问题。

为实现上述目的，本发明第一方面提供一种基于自聚焦光纤的折射率传感器，所述折射率传感器包括：

第一传输光纤、自聚焦光纤和第二传输光纤；

所述自聚焦光纤固定连接在所述第一传输光纤和第二传输光纤之间；

所述自聚焦光纤的长度为所述自聚焦光纤的聚焦周期的二分之一；

所述自聚焦光纤的纤芯一侧具有微腔，且所述微腔位于所述自聚焦光纤轴向的中间位置。

本发明第二方面提供一种基于自聚焦光纤的折射率传感器的制备方法，所述制备方法包括：

将自聚焦光纤的一端与第一传输光纤固定连接；

在所述自聚焦光纤中与连接端的距离为所述自聚焦光纤的聚焦周期的二分之一的位置进行切割处理，形成切割端，所述连接端为自聚焦光纤的两端中与所述第一传输光纤固定连接的一端；

将所述自聚焦光纤的切割端与第二传输光纤固定连接；

对所述自聚焦光纤轴向的中间位置进行微加工，形成微腔，且所述微腔位于所述自聚焦光纤的纤芯一侧。

从本发明提供的技术方案可知，一方面，自聚焦光纤长度为该自聚焦光纤的聚焦周期的二分之一，自聚焦光纤的纤芯一侧具有微腔，且该微腔位于该自聚焦光纤轴向的中间位置，因此该微腔位于该自聚焦光纤的聚焦周期的四分之一处，可使得在微腔处入射的光线获得准直，减小了微腔的光线的损耗，从而使通过该微腔的光束强度与通过纤芯另一侧的光束强度较为接近，因两束干涉光在出射面处光束强度更为接近，从而提高对比度。另一方面，该自聚焦光纤的折射率传感器中自聚焦光纤具有模场转换的功能，可使模场直径扩大或聚焦，自聚焦光纤与传输光纤的连接处位于该自聚焦光纤的聚焦周期的二分之一处，模场直径聚焦到传输光纤的纤芯中，使得自聚焦光纤与传输光纤的连接损耗减小，同时由于自聚焦光纤本身的结构减小光线发散角，也降低连接损耗，使得该折射率传感器的损耗小。

附图说明