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专利号: 2017103199063
申请人: 曲阜师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种液体折射率感测的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:使宽带探测光通过液体填充的空心布拉格光纤,其中所述空心布拉格光纤包含中空纤芯、围绕中空纤芯的包层和围绕包层的保护层,所述包层具有多个周期结构,该多个周期结构包含由第一介质层和第二介质层形成的多个正常周期结构以及由第一介质层和缺陷层形成的带缺陷周期结构,其中所述缺陷层的折射率≥所述第一介质层的折射率>所述第二介质层的折射率;

利用波长解调装置获得宽带探测光通过所述空心布拉格光纤的传输光谱,进而获得由所述空心布拉格光纤中缺陷模与纤芯模相互耦合产生的谐振波长;

利用缺陷模与纤芯模相互耦合产生的谐振波长作为特征波长,并基于特征波长与待测液体折射率的线性关系实现待测液体的折射率感测。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:

所述正常周期结构沿所述空心布拉格光纤的半径方向由内到外依次包括:第一介质层、第二介质层和第一介质层;

所述带缺陷周期结构沿所述空心布拉格光纤的半径方向由内到外依次包括:第一介质层、缺陷层和第一介质层。

3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于:所述周期结构的数量为10-30,所述带缺陷周期结构为从最靠近中空纤芯方向起算的第2-4个周期结构。

4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于:所述缺陷层的厚度为所述第二介质层的厚度的0.5至2倍。

5.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于:所述第一介质层为聚苯乙烯层,所述第二介质层为聚甲基丙烯酸甲酯层。

6.一种液体折射率感测装置,其特征在于,该装置包括:第一透镜和第二透镜;

具有通光窗口的第一容器和第二容器;

空心布拉格光纤,所述空心布拉格光纤的两端分别插入在所述第一容器和所述第二容器中,使得第一容器中的液体填充入所述空心布拉格光纤并经所述空心布拉格光纤进入第二容器,所述空心布拉格光纤包含中空纤芯、围绕中空纤芯的包层和围绕包层的保护层,所述包层具有多个周期结构,该多个周期结构包含由第一介质层和第二介质层形成的多个正常周期结构以及由第一介质层和缺陷层形成的带缺陷周期结构,其中所述缺陷层的折射率≥所述第一介质层的折射率>所述第二介质层的折射率;

波长解调装置,其用于进行波长解调,获得传输光谱,进而获得由缺陷层引入导致的谐振波长变化;

其中,来自光源的光经所述第一透镜聚焦到所述第一容器的通光窗口,经第一容器的通光窗口进入所述空心布拉格光纤,再经所述第二容器的通光窗口出射到所述波长解调装置。

7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于:

所述正常周期结构沿所述空心布拉格光纤的半径方向由内到外依次包括:第一介质层、第二介质层和第一介质层;

所述带缺陷周期结构沿所述空心布拉格光纤的半径方向由内到外依次包括:第一介质层、缺陷层和第一介质层。

8.根据权利要求6或7所述的装置,其特征在于:所述周期结构的数量为10-30:

所述带缺陷周期结构为从最靠近中空纤芯方向起算的第2-4个周期结构。

9.根据权利要求6或7所述的装置,其特征在于:所述缺陷层的厚度为所述第二介质层的厚度的0.5至2倍。

10.根据权利要求6或7所述的装置,其特征在于:所述第一介质层为聚苯乙烯层,所述第二介质层为聚甲基丙烯酸甲酯层。