(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202221717795.4 (22)申请日 2022.07.04 (73)专利权人 黑龙江大 学 地址 150000 黑龙江省哈尔滨市南岗区学 府路74号 (72)发明人 张钊溶　董臻　柳春郁　 (74)专利代理 机构 深圳泛航知识产权代理事务 所(普通合伙) 44867 专利代理师 邓爱军 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) (54)实用新型名称 基于2×2非对称光纤耦合结构的温度折射 率传感系统 (57)摘要 本实用新型公开一种基于2 ×2非对称光纤 耦合结构的温度折射率传感系统， 传感系统包括 依次连接的光源、 导入单模光纤、 非对称光纤耦 合结构、 导出单模光纤和检测单元。 所述非对称 光纤耦合结构包括： 包括第一耦合单模光纤和第 二耦合多模光纤， 所述的第一耦合单模光纤中部 和第二耦合多模光纤中部耦合形成非对称耦合 区； 所述光源， 通过导入单模光纤与其中一根耦 合单模/多模光纤连接； 所述检测单元包括非对 称耦合结构和光谱仪； 本实用新型方案中， 具有 抗电磁干扰、 电绝缘、 体积小、 质量轻、 结构简单、 适应性强、 应用范围广且可靠性高等优点； 可 以 同时测量两个参量， 方法简单， 变化直观， 实现了 对所检测参 量有较高的灵敏度。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 217541999 U 2022.10.04 CN 217541999 U 1.一种基于2 ×2非对称光纤耦合结构的温度折射率传感系统， 其特征在于， 包括： 2 ×2 非对称光纤耦合结构， 所述2 ×2非对称光纤耦合结构包括壳体和位于所述壳体中的第一耦 合单模光纤和 第二耦合多模光纤， 所述第一耦合单模光纤中部和所述第二耦合多模光纤中 部耦合形成非对称耦合区； 光源， 所述光源位于所述壳体的一端， 通过导入光纤与单模接入口或多模接入口连接， 所述单模接入口与所述第一耦合单模光纤连接， 所述多模接入口与所述第二耦合多模光纤 连接； 光谱仪， 所述光谱仪位于所述壳体的另一端， 通过导出光纤与单模导出口或多模导出 口连接， 所述单模导出 口与所述第一耦合单模光纤连接， 所述多模接导出 口与所述第二耦 合多模光纤连接； 第一检测单元、 第二检测单元、 第三检测单元和第 四检测单元， 所述第一检测单元、 第 二检测单元、 第三检测单元、 第四检测单元是 由于所述导入光纤分别与所述第一耦合单模 光纤或第二耦合多模光纤连接； 所述导出光纤分别与所述第一耦合单模光纤或第二耦合多 模光纤连接， 形成对应不同检测单 元， 以检测不同检测单 元对温度与折 射率的灵敏度。 2.根据权利要求1所述的基于2 ×2非对称光纤耦合结构的温度折射率传感系统， 其特 征在于， 所述 导入光纤和所述 导出光纤为 光纤类型相同的单模光纤。 3.根据权利要求1所述的基于2 ×2非对称光纤耦合结构的温度折射率传感系统， 其特 征在于， 所述第一耦合单模光纤和所述第二耦合多模光纤在耦合区并排且呈平面状设置 。 4.根据权利要求1所述的基于2 ×2非对称光纤耦合结构的温度折射率传感系统， 其特 征在于， 所述 光源为ASE 宽带光源。 5.根据权利要求1所述的基于2 ×2非对称光纤耦合结构的温度折射率传感系统， 其特 征在于， 所述耦合区的长度为2.8 ‑3.8cm。 6.根据权利要求1所述的基于2 ×2非对称光纤耦合结构的温度折射率传感系统， 其特 征在于， 所述第一耦合单模光纤中部和所述第二耦合多模光纤的两端 端面均为平面。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 217541999 U 2基于2×2非对称光纤耦合 结构的温度折射率传感系统 技术领域 [0001]本实用新型涉及光纤传感技术领域， 尤其涉及一种基于2 ×2非对称光纤耦合结构 的温度折 射率传感系统。 背景技术 [0002]目前的温度传感和流体介质的折射率变化敏感度的测量中多采用光纤传感系统 来实现， 其中光纤传感系统的基本工作原理是将光源入射的光束经 由光纤传输至调制 器， 在调制器内与外界被测参数相互作用， 使光的光学性质(如光的强度、 波长、 频率、 相位、 偏 振态等)发生变化， 成为被调制的光信号， 然后再由光纤传送至检测系统， 经检测系统检测 获得对应的被测参数。 [0003]随着科技迅速 的发展， 新医疗、 智能机器人、 智 慧城市、 智能化工业生产是科技发 展的重要 领域， 这些技术 发展方向对于安全、 高精确的传感器有巨大的需求。 从而光纤传感 器不断地向高灵敏、 高精确、 适应性 强、 结构精密化和智能化的方向发展。 近几年， 关于光纤 传感新型结构的报道层出不穷， 在将结构简单 的耦合器作为传输媒介的基础上， 不断地对 光纤耦合器的结构和性能进行创新和优化。 目前光纤耦合器已有所突破， 其中有关2 ×2光 纤耦合结构的研究成果尤其显著， 使得2 ×2光纤耦合结构在光纤传感领域中拥有广阔发展 前景。 [0004]但是， 目前普通光纤耦合结构难以对双参量的测量进行高灵敏度的测量， 并伴随 结构冗余且成本高昂。 实用新型内容 [0005]本实用新型公开一种基于2 ×2非对称光纤耦合结构的温度折射率传感系统， 用于 解决现有技术中， 普通光纤耦合结构难以对双参量的测量进行高灵敏度的测 量， 并伴随结 构冗余且成本高昂的问题。 [0006]为了解决上述问题， 本实用新型采用下述 技术方案： [0007]提供一种基于2 ×2非对称光纤耦合结构的温度折射率传感系统， 其特征在于， 包 括： 2×2非对称光纤耦合结构， 所述2 ×2非对称光纤耦合结构包括壳体和位于所述壳体中 的第一耦合单模光纤和第二耦合多模光纤， 所述第一耦合单模光纤中部和所述第二耦合多 模光纤中部耦合形成非对称耦合区； [0008]光源， 所述光源位于所述壳体的一端， 通过导入光纤与单模接入口或多模接入口 连接， 所述单模接入口与所述第一耦合单模光纤连接， 所述多模接入口与所述第二耦合多 模光纤连接； [0009]光谱仪， 所述光谱仪位于所述壳体 的另一端， 通过导出光纤与单模导出口或多模 导出口连接， 所述单模导出 口与所述第一耦合单模光纤连接， 所述多模接导出 口与所述第 二耦合多模光纤连接； [0010]第一检测单元、 第二检测单元、 第三检测单元和第四检测单元， 所述第一检测单说　明　书 1/4 页 3 CN 217541999 U 3