一种基于光纤fp腔实现激光拍频测温的装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于光纤FP腔实现激光拍频测温的装置，其中980nm泵浦光源通过光纤与波分复用器相连，波分复用器的一端通过光纤依次与掺饵光纤、错位光纤和第一光纤耦合器相连，该第一光纤耦合器中与输入端相对的另外两端通过光纤相连构成光线反射镜，第一光纤耦合器的剩余一端悬空，波分复用器的另一端通过光纤依次与第二光纤耦合器、光电探测器和频率分析仪相连，该第二光纤耦合器中与输入端相对的另外两端通过光纤相连构成光线反射镜，第二光纤耦合器的剩余一端通过光纤与光电探测器相连。本实用新型具有更高的测量精确性，成本低廉，易于实现，具有超高的稳定性和准确性。
【专利说明】
一种基于光纤FP腔实现激光拍频测温的装置
技术领域
[0001]本实用新型属于温度测量装置技术领域，具体涉及一种基于光纤FP腔实现激光拍频测温的装置。
【背景技术】
[0002]温度是一个重要的物理参数，温度传感器在众多传感器中占有重要的地位，己经形成了一个很大的产业，全球每年直接的或间接的产值可达几十亿美元。工业生产中，对于智能仪器、控制系统和生产过程的温度监控是十分重要的，如果能够对现场温度进行及时准确检测，那么可以在维持仪器正常生产的同时及早地发现存在的问题，这样有助于整个过程安全稳定进行，确保生产质量，帮助企业减少损失。尤其是一些桥梁、大坝等建筑物和石油化工领域的安全检测，需要对必要的参数进行实时在线检测，但在一些传统的温度检测器件中，面对特殊环境时(比如电磁干扰、腐蚀性强、易燃易爆等)却暴露出很大的局限性，同时多点检测的成本很高。在这种背景下，以光纤为传感媒介的FP腔、光纤光栅温度传感应运而生，这些传感器以其防爆、抗电磁干扰、抗腐蚀、耐高温、结构小巧等优点而得到了广泛的应用。光纤FP腔传感器对温度的测量能够达到较高的分辨率和精度，但存在制作工艺难度大，成本高，解调系统复杂等不足之处。常用的解调方式有干涉解调法，但系统分辨率和精度响度较低，且解调结构较复杂，不易于实际应用。另外干涉法解调利用光谱仪进行干涉图样分析，但光谱仪价格昂贵。因此，寻找方便简单廉价且系统分辨率高的解调方式变得越来越重要。
【发明内容】
[0003]本实用新型解决的技术问题是提供了一种价格低廉、结构简单且易于实现的基于光纤FP腔实现激光拍频测温的装置。
[0004]本实用新型为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种基于光纤FP腔实现激光拍频测温的装置，其特征在于:980nm栗浦光源通过光纤与波分复用器相连，波分复用器的一端通过光纤依次与掺饵光纤、错位光纤和第一光纤耦合器相连，该第一光纤耦合器中与输入端相对的另外两端通过光纤相连构成光线反射镜，第一光纤耦合器的剩余一端悬空，波分复用器的另一端通过光纤依次与第二光纤耦合器、光电探测器和频率分析仪相连，该第二光纤耦合器中与输入端相对的另外两端通过光纤相连构成光线反射镜，第二光纤耦合器的剩余一端通过光纤与光电探测器相连。
[0005]本实用新型中两个光线反射镜构成光纤FP腔，错位光纤作为温度测试点，通过观察频谱分析仪上激光拍频的变化得到温度的相应变化，相比干涉解调法，拍频解调法结构更加简单，精确度更高，结果更稳定且价格相对低廉，具有很好的市场前景。
【附图说明】
[0006]图1是本实用新型的光路连接图。
[0007]图中:l、980nm栗浦光源，2、光纤，3、波分复用器，4、掺饵光纤，5、错位光纤，6、第一光纤耦合器，7、光电探测器，8、频谱分析仪，9、第二光纤耦合器。
【具体实施方式】
[0008]结合附图详细描述本实用新型的具体内容。一种基于光纤FP腔实现激光拍频测温的装置，其中980nm栗浦光源I通过光纤2与波分复用器3相连，波分复用器3的一端通过光纤2依次与掺饵光纤4、错位光纤5和第一光纤耦合器6相连，该第一光纤耦合器6中与输入端相对的另外两端通过光纤2相连构成光线反射镜，第一光纤耦合器6的剩余一端悬空，波分复用器3的另一端通过光纤2依次与第二光纤耦合器9、光电探测器7和频率分析仪8相连，该第二光纤耦合器9中与输入端相对的另外两端通过光纤2相连构成光线反射镜，第二光纤耦合器9的剩余一端通过光纤2与光电探测器7相连。
[0009]本实用新型在具体实施过程中，两个由光纤耦合器和光纤构成的光线反射镜组成光纤FP腔，由980nm栗浦光源发出的栗浦光通过波分复用器进入光纤FP腔中，光通过光纤FP腔中的错位光纤时，光先进入第一个错位光纤熔接点，这时一部分光进入光纤包层中进行传播，另一部分光则继续在光纤纤芯中传播。由于光在包层传播会产生多个模式，当光进入第二个错位光纤熔接点时，纤芯中的光与包层中的不同模式的光进行耦合然后向前传播。光在光纤FP腔中来回震荡，由于光纤FP腔中掺饵光纤的放大作用，可以在频谱分析仪上观察到稳定的激光拍频现象。
[0010]本实用新型将错位光纤作为本装置的温度测试点，通过改变施加在错位光纤上的温度来改变光在包层中传播光的模式，进而改变光纤FP腔产生的激光拍频信号。利用origin软件对激光拍频信号的数据进行处理，绘制出温度和拍频的曲线图，进而解调出温度的变化，实现了温度的测量。相对于涉法利用光谱仪对光干涉谱进行分析，本装置利用频谱分析仪对频率信号进行分析，价格低廉，结构简单，原理清晰，测出的温度分辨率较高且稳定，具有良好的市场应用前景。
[0011]以上显示和描述了本实用新型的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围。
【主权项】
1.一种基于光纤FP腔实现激光拍频测温的装置，其特征在于:980nm栗浦光源通过光纤与波分复用器相连，波分复用器的一端通过光纤依次与掺饵光纤、错位光纤和第一光纤耦合器相连，该第一光纤親合器中与输入端相对的另外两端通过光纤相连构成光线反射镜，第一光纤耦合器的剩余一端悬空，波分复用器的另一端通过光纤依次与第二光纤耦合器、光电探测器和频率分析仪相连，该第二光纤耦合器中与输入端相对的另外两端通过光纤相连构成光线反射镜，第二光纤耦合器的剩余一端通过光纤与光电探测器相连。
【文档编号】G01K11/32GK205449326SQ201620169968
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月1日
【发明人】王旭, 陈龙飞, 张豪杰, 温泉, 李小康, 王芳
【申请人】河南师范大学