專利名稱：基于光子晶體光纖的多參量傳感器及測量系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光學傳感器及其測量系統(tǒng)，尤其涉及一種能進行多參數(shù)測量的光 學傳感器及其測量系統(tǒng)。
背景技術：
光腔衰落(CRD，cavity ring down)光譜技術是20世紀80年代末興起的一種超高 靈敏探測吸收光譜技術，是測量光譜吸收的一種有效方法。CRD光譜技術的測量裝置結構簡 圖如圖1所示，當光源1發(fā)出的一束初始光強為Itl的激光入射到由反射率均為R的反射鏡 Ml和M2構成的長度為d的腔內(nèi)時，由于M1、M2的反射作用，激光將在腔內(nèi)反復運動，每一次 反復都將有部分能量從M2中透射出來。若入射激光為窄脈沖激光且脈沖寬度小于光在腔 內(nèi)運動1周(即2d)所需的時間時，在M2的透射端將會觀測到透射光強I隨時間呈指數(shù)下 降的現(xiàn)象，如圖2所示，其中τ。為光腔衰減的初始特征衰減時間，這種現(xiàn)象稱為CRD。CRD 光譜技術與其它測量方法的本質區(qū)別在于前者測量的是光在光腔中的衰減時間，是強度 的比值，不受光強度波動的影響。光在光腔內(nèi)可以往返幾公里甚至幾十公里，這是其它吸收 探測測量方法所不能比擬的。然而，傳統(tǒng)的CRD光譜技術需要反射率較高的反射鏡和高精 度的調整裝置，以保持兩端反射鏡的準直等光學特性，因而在使用時對技術的要求較高，應 用效果不佳。光纖環(huán)形腔衰落(FLRD，fiber loop ring down)技術是傳統(tǒng)CRD光譜技術的發(fā)展。 FLRD的技術思想是Stewart等人在2001年提出來的，用于氣體濃度的測量。FLRD的結構 原理如圖3所示，利用兩個光纖耦合器3取代傳統(tǒng)CRD中的兩個高反射率鏡構成光纖環(huán)路 4，光源1發(fā)出的光束在光纖環(huán)路4內(nèi)每行進一圈都有很小一部分光通過輸出光纖耦合器進 入光電探測器2，其余大部分的光在腔內(nèi)繼續(xù)傳播，由于光纖內(nèi)部傳輸損失的存在，觀察到 的信號強度呈指數(shù)衰減，光纖傳輸損失越低，達到相同強度所需的特征衰減時間就越長。當 外部有擾動作用于光纖使得光纖傳輸損失發(fā)生變化時，觀測到的特征衰減時間就會產(chǎn)生相 應的改變，通過檢測特征衰減時間的變化即可實現(xiàn)外界物理量的測量。具體的，F(xiàn)LRD中輸出光強可用如下微分方程描述
Γ dl IAc…— =----( 1)
dt nL式⑴中，I表示t時刻的光強，L為光纖長度，c是真空中的光速，η是光纖環(huán)路 的平均折射率，A是單圈總光纖傳輸損耗(百分比)。單圈總光纖傳輸損耗A —般包括光纖吸收損失、光纖耦合器接入損耗和光纖散射 損耗(彎曲損耗)，可寫成A = α L+E+ y (2)式(2)中，α為單位長度的光纖吸收系數(shù)，E是光纖耦合器接入損耗和光纖熔接損 耗，Y為光纖散射損耗。由式(1)積分可得
式(3)中Itl為初始強度。定義光強I降至初始強度Itl的Ι/e時所需的時間為光 纖環(huán)形腔的初始特征衰減時間^ 由式(4)可見，影響初始特征衰減時間τ ^大小的所有物理量均是由FLRD中光纖 傳感器本身的性質所決定的。當FLRD技術應用于傳感時，外界待測物理量，如壓力、溫度、氣體濃度、液體密度、 折射率等，將引起額外的光纖傳輸損耗，從而使光纖環(huán)形腔的特征傳感特征衰減時間發(fā)生 變化，通過檢測特征傳感特征衰減時間即可實現(xiàn)待測物理量的測量。下面以壓強傳感為例 進行簡單介紹。當FLRD用于壓強傳感時，光纖傳輸損耗的變化主要是由光纖的光彈效應引起。設
外界壓強P引起的光纖傳輸損耗變化量為B，則此時對應的特征衰減時間τ可寫成 式(5)中，光纖傳輸損耗變化量的計算式為B= β ISP(6)式(6)中，β表示壓力引起的損耗系數(shù)，1表示光纖直接接觸壓力部分的長度，S 表示壓強作用面積。由式(4) (6)可得 p=t t0/k式⑶中，Α =，。式⑶表明，壓強與光纖環(huán)形腔的特征衰減時間的倒數(shù)成線性
關系，即待測壓強可由特征衰減時間τ確定。但是利用普通光纖構成的FLRD傳感器在實際應用存在一些明顯的缺點，如用于 壓力傳感時存在溫度交叉敏感問題，用于氣體吸收、液體濃度等測量時無法做到全光纖化 等，使得它的應用受到了 一定的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種操作簡單、使用方便、 結構精簡、測量精度高且易于小型化設計和標準化設計的基于光子晶體光纖的多參量傳感 器及測量系統(tǒng)。為解決上述技術問題，本發(fā)明提出的技術方案為一種基于光子晶體光纖的多參量 傳感器，所述多參量傳感器輸入端設有一接收光源輸出光束的輸入耦合器，所述多參量傳 感器輸出端設有與一光電探測器相連接的輸出耦合器(所述輸入耦合器和輸出耦合器均可為普通單模光纖耦合器)，其特征在于所述輸入耦合器和輸出耦合器之間連接有一段 空心光子晶體光纖構成光子晶體光纖環(huán)形腔；所述空心光子晶體光纖段為所述多參量傳感 器的傳感頭。如圖4所示，空心光子晶體光纖的橫截面由非常微小的孔陣列組成，這些小孔是 直徑為光波長量級的毛細管并平行延伸在光纖中。光子晶體光纖的工作原理是通過引入 空氣孔形成光纖中折射率的周期性變化，從而產(chǎn)生光子帶隙；如果其中一個孔遭到破壞和 缺失，則會出現(xiàn)缺陷，光就局限在缺陷處；如果在具有光子晶體結構的光纖中引入沿光纖伸 展的線狀缺陷，則從缺陷向周圍晶體流出的光就因光子帶隙引起的反射而回到缺陷處，于 是光就沿缺陷進行傳輸，最終效果是缺陷成為纖芯，包圍在其周圍的晶體就成為包層；當外 界作用破壞光子晶體光纖截面的圓對稱性時，會影響光子晶體光纖內(nèi)光帶隙結構的分布， 從而改變光子晶體光纖的光纖吸收系數(shù)。上述技術方案是將現(xiàn)有的FLRD與光子晶體光纖兩項技術結合起來，采用空心光 子晶體光纖與普通單模光纖耦合器組成所述的多參量傳感器，并以空心光子晶體光纖段作 為上述多參量傳感器的傳感頭，進而可用一個傳感頭實現(xiàn)多個參量(例如壓力、溫度、氣體 吸收率、液體濃度、折射率等)的測量。作為一個總的技術構思，本發(fā)明還提供一種基于光子晶體光纖的多參量測量系 統(tǒng)，所述多參量測量系統(tǒng)包括信號采集、處理及顯示模塊和權利要求1所述的多參量傳感 器，所述多參量傳感器通過其輸入耦合器與所述光源連接，所述多參量傳感器通過其輸出 耦合器與所述的光電探測器連接，所述光電探測器連接至所述信號采集、處理及顯示模塊。優(yōu)選的，所述輸入耦合器與所述光源之間還連接有一光線隔離器，以用于保護光 源。針對壓力參數(shù)的測量，本發(fā)明還提供一種基于光子晶體光纖的壓力測量系統(tǒng)，所 述壓力測量系統(tǒng)包括上述的多參量測量系統(tǒng)和安裝于上述傳感頭部分的加壓裝置，所述加 壓裝置包括充氣室、光子晶體光纖夾具和連接器，所述光子晶體光纖夾具通過連接器安裝 在所述充氣室的兩側，所述充氣室的外側另設有控制充氣室與外界之間通斷的第一充氣室 開關，所述充氣室的外側還設有控制充氣室與待測氣壓構件之間通斷的第二充氣室開關。作為對上述壓力測量系統(tǒng)的進一步改進，所述光子晶體光纖夾具包括第一銅棒、 第二銅棒和銅柱，所述第一銅棒和第二銅棒均為一端開口的凹槽形結構，所述銅柱置于第 一銅棒的凹槽中，所述銅柱的前后兩端各設有一密封性軟墊，所述第一銅棒的開口端嵌套 在所述第二銅棒的凹槽中，所述第一銅棒、第二銅棒、銅柱和密封性軟墊的中心處均開設有 供所述空心光子晶體光纖穿過的通孔。優(yōu)選的，上述光子晶體光纖夾具中，所述第一銅棒靠近開口端的外側設有外螺紋， 所述第二銅棒的凹槽內(nèi)壁設有內(nèi)螺紋，所述第一銅棒的開口端通過旋轉嵌套在所述第二銅 棒的凹槽中并與第二銅棒固接。作為對上述壓力測量系統(tǒng)的進一步改進，所述連接器為一端開口的凹槽形結構， 所述連接器底面中心開設有一剛好供所述第一銅棒穿過的通孔，所述第二銅棒的開口端嵌 套在所述連接器的凹槽中，所述連接器再固接于所述充氣室的側壁上(同樣可以通過螺紋 連接進行固定)。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于
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(1)本發(fā)明的測量精度更高相比于傳統(tǒng)的FLRD傳感技術，本發(fā)明的測量精度更高，這主要是因為總光纖傳輸 損耗越小，F(xiàn)LRD的傳感特征衰減時間就越長；換句話說，在同樣的測量條件下，用光子晶體 光纖替代傳統(tǒng)光纖的本發(fā)明技術方案的測量百分誤差就越??；由于光子晶體光纖結構設計 的靈活性容易獲得極大的壓力靈敏度，即壓力引起的損耗系數(shù)增大，這相當于放大了壓力 對傳感特征衰減時間的影響；由式(7)可知，特征衰減時間的測量百分誤差的減小和損耗系 數(shù)的增大會提高整體參數(shù)測量的精度，降低測量誤差。此外，光子晶體光纖由同一種材料構 成，因此對溫度不敏感，大大降低了壓力傳感時溫度噪聲的影響，進一步提高了測量精度。(2)易于小型化設計 傳統(tǒng)的FLRD傳感技術受制于光纖的彎曲損耗，彎曲半徑不能太小，使得光纖環(huán)諧 振腔體積較大。而本發(fā)明中采用的空心光子晶體光纖彎曲損耗可以忽略，理論上不受最小 彎曲半徑的限制，因此用空心光子晶體光纖替代傳統(tǒng)光纖可以使得本發(fā)明多參量傳感器的 設計尺寸大大減小，有利于傳感器的小型化設計，便于攜帶、操作和使用。(3)光纖環(huán)形腔固定簡單且易于標準化設計生產(chǎn)由于普通光纖彎曲損耗的存在，傳統(tǒng)FLRD中非傳感頭部分光纖的形變會對測量 結果造成影響，引入額外誤差，因此在傳感器的設計和制作中需要采用特殊的固定措施。而 本發(fā)明中，除輸入耦合器和輸出耦合器使用普通光纖外，其余部分都使用空心光子晶體光 纖。由于空心光子晶體光纖理論上彎曲損耗可以忽略，因此消除了光纖環(huán)形腔內(nèi)非傳感光 纖的形變對測量結果的影響，使得光纖環(huán)形腔的固定大為簡化，不需作任何防震抗形變等 特殊固定措施。本發(fā)明的多參量傳感器還可用于構成傳感器陣列，當所采用的光子晶體光 纖和耦合器的規(guī)格、光子晶體光纖環(huán)形腔腔長及傳感頭部分接受外界作用的長度與面積均 相同時，其傳感特性亦相同，而上述幾項指標在工業(yè)上很容易實現(xiàn)標準化。(4)應用簡單、方便、靈活本發(fā)明作為一種更加先進的FLRD傳感技術，與其他測量方法及系統(tǒng)的本質區(qū)別 在于，本發(fā)明的多參量傳感器及測量系統(tǒng)所需的物理量為時間，不需要任何光放大設備，所 以不會引入ASE噪聲而響應迅速；同時，本發(fā)明對光源要求較低，不受光強波動的影響。應 用本發(fā)明測量系統(tǒng)進行測量的方法比較直觀，數(shù)據(jù)處理算法只是簡單的最小二乘擬合與簡 單的代數(shù)計算，不需要復雜的信號解調算法。另外，用于不同物理參量測量時，由于傳感原 理相同，不會在本質上改變傳感特性，只需重新定標即可，實現(xiàn)了同一系統(tǒng)多個參量的測 量。此外，用于氣體吸收、液體濃度、折射率等參量測量時，避免了傳統(tǒng)FLRD系統(tǒng)必須使用 開放式傳感頭的缺點，實現(xiàn)了系統(tǒng)的全光纖化，使得系統(tǒng)更加穩(wěn)定，使用起來也更為方便。綜上，本發(fā)明基于光子晶體光纖的多參量傳感器及測量系統(tǒng)能夠有效測量壓力、 溫度、氣體吸收、液體濃度、折射率等多種參數(shù)，不僅具有傳統(tǒng)FLRD傳感技術信號解調簡 單、響應迅速、設計靈活性及不受光強度波動影響等優(yōu)點，同時還解決了傳統(tǒng)FLRD體積大、 難以微型化設計、光纖環(huán)形腔固定難、用于壓力傳感時的溫度交叉敏感、用于氣體吸收等測 量時無法全光纖化等技術問題。


圖1為CRD光譜技術測量裝置的結構示意圖。
圖2為CRD光譜技術中探測接收到的典型光波衰減波形圖樣。圖3為FLRD技術的測量裝置結構示意圖。圖4為光子晶體光纖的橫截面照片。圖5為本發(fā)明實施例中基于光子晶體光纖的多參量測量系統(tǒng)的結構示意圖。圖6為本發(fā)明實施例中的加壓裝置安裝到傳感頭上的結構示意圖(俯視)。
圖7為圖6中的A向視圖。圖8為本發(fā)明實施例中光子晶體光纖夾具的結構示意圖(過通孔中心的剖視圖)。圖9為本發(fā)明實施例中連接器與光子晶體光纖夾具的安裝原理圖(過通孔中心的 剖視圖)。圖10為本發(fā)明實施例中基于光子晶體光纖的壓力測量系統(tǒng)結構示意圖。圖例說明1、光源；2、光電探測器；3、光纖耦合器；4、光纖環(huán)路；5、光纖隔離器；6、多參量傳 感器；61、輸入耦合器；62、輸出耦合器；63、空心光子晶體光纖；64、加壓裝置；641、充氣室； 642、第一充氣室開關；643、第二充氣室開關；644、氣壓控制閥門；645、光子晶體光纖夾具； 6451、第一銅棒；6452、第二銅棒；6453、銅柱；6454、第一軟皮墊；6455、第二軟皮墊；646、連 接器；7、信號采集、處理及顯示模塊；8、待測氣壓構件；9、引壓管。
具體實施例方式實施例一種如圖5所示本發(fā)明的基于光子晶體光纖的多參量測量系統(tǒng)，該測量系統(tǒng)包括 依次連接的光源1、光纖隔離器5、多參量傳感器6、光電探測器2和信號采集、處理及顯示模 塊7 ；其中的多參量傳感器6為本發(fā)明的一種基于光子晶體光纖的多參量傳感器。上述的多參量傳感器6輸入端設有一接收光源1輸出光束的輸入耦合器61，多參 量傳感器6輸出端設有與光電探測器2相連接的輸出耦合器62，輸入耦合器61和輸出耦合 器62之間連接有一段空心光子晶體光纖63構成光子晶體光纖環(huán)形腔；該空心光子晶體光 纖63段即設為多參量傳感器6的傳感頭。上述的多參量傳感器6通過其輸入耦合器61與光纖隔離器5連接，多參量傳感器 6通過其輸出耦合器62與光電探測器2連接，光電探測器2連接至信號采集、處理及顯示模 塊7。用本實施例的多參量測量系統(tǒng)進行壓力參數(shù)的測量時，其測量原理和步驟如下1、組裝壓力測量系統(tǒng)按照如圖5 圖10所示的安裝原理及結構示意組裝壓力測量系統(tǒng)，具體步驟為 先組裝上述的多參量測量系統(tǒng)，然后在多參量測量系統(tǒng)的多參量傳感器6的傳感頭中部安 裝一加壓裝置64 (讓空心光子晶體光纖63穿過加壓裝置64即可)，然后將待測氣壓構件8 內(nèi)的氣壓通過引壓管9引入到加壓裝置64。上述加壓裝置64的結構如圖6、圖7所示，本實施例中的加壓裝置64主要由充氣 室641、光子晶體光纖夾具645和連接器646構成。本實施例中的充氣室641為一四面開口 的類似長方體容器，其中相對分布的第一開口、第四開口均與連接器646相連，第二開口和 第三開口相對分布于第一、四開口兩側，第二開口處設有第一充氣室開關642，第三開口處設有第二充氣室開關643。第一充氣室開關642的一側與充氣室641相連通，另一側與外界相通；第二充氣室開關643的一側與充氣室641相連通，另一側與引壓管9上安裝的氣壓控 制閥門644相連通。氣壓控制閥門644的另一側通過引壓管9與待測氣壓構件8(如果尚 未確立定標方程，則應當先連接到標準氣壓罐進行定標)相連通，氣壓控制閥門644可以調 節(jié)和顯示充氣室641內(nèi)的壓強值。本實施例中的光子晶體光纖夾具645的結構如圖8所示，光子晶體光纖夾具645 主要由第一銅棒6451、第二銅棒6452和銅柱6453組成。第一銅棒6451和第二銅棒6452 都是一端開口的凹槽型銅棒，第一銅棒6451的外徑基本等于第二銅棒6452的內(nèi)徑，第一銅 棒6451和第二銅棒6452底面的中心均開設有一供空心光子晶體光纖63通過的光纖孔。第 一銅棒6451靠近頂端開口處的外周面上設有外螺紋(本實施例中外螺紋長度即為第二銅 棒6452的高度減去其底厚度的數(shù)值)，第二銅棒6452靠近其頂端開口處的內(nèi)壁設有與前 述外螺紋相配合的內(nèi)螺紋，第一銅棒6451的上部同軸旋入第二銅棒6452的內(nèi)凹槽中，即第 一銅棒6451與第二銅棒6452的開口端通過螺紋對接。銅柱6453置于第一銅棒6451的圓 柱形凹槽中，并與第一銅棒6451同軸，銅柱6453中心開設有一供空心光子晶體光纖63通 過的通孔，通孔的內(nèi)徑滿足正好夾持一根空心光子晶體光纖63，且通孔與前述的光纖孔正 對。銅柱6453的一端與第一銅棒6451的底面之間設有第一軟皮墊6454，另一端與第二銅 棒6452的底面之間設有第二軟皮墊6455?？招墓庾泳w光纖63依次穿過第一銅棒6451 底端的光纖孔進入第一銅棒6451的凹槽，然后依次穿過第一軟皮墊6454、銅柱6453中心的 通孔、第二軟皮墊6455和第二銅棒6452底端的光纖孔，最后穿出；旋緊第一銅棒6451和第 二銅棒6452的螺紋后使第一軟皮墊6454和第二軟皮墊6455緊緊扣住空心光子晶體光纖 63實現(xiàn)對其的密封夾持。本實施例中的連接器646結構如圖9所示，其同樣為一帶圓柱形凹槽的金屬圓筒， 其內(nèi)徑與第二銅棒6452的外徑基本相等，其底面中心開設有一通孔，通孔的直徑和第一銅 棒6451的外徑相等；其外側面設有外螺紋，并與充氣室641的第一開口螺紋連接。第一銅 棒6451穿過連接器646的通孔，并使第二銅棒6452的開口嵌套在連接器646的圓柱形凹 槽內(nèi)，與連接器646內(nèi)壁卡緊，不留縫隙。按照上述結構原理及連接方式組裝得到本實施例的壓力測量系統(tǒng)，同時確保普通 光纖與空心光子晶體光纖63之間的低損耗熔接，以便在相同條件下獲得最大的測量精度。2、確立定標方程由于加壓裝置64施加橫向壓力作用引起上述光子晶體光纖環(huán)形腔長度的變化很 小，可近似認為光子晶體光纖環(huán)形腔長度L為常數(shù)；選擇空心光子晶體光纖63傳輸損耗隨 外界橫向壓力成線性關系的區(qū)間為工作區(qū)間，即在工作區(qū)間內(nèi)可認為空心光子晶體光纖63 的橫向壓力損耗系數(shù)β是常數(shù)。由式(4)可知在無外接壓力作用的情況下，初始特征衰減 時間％為常數(shù)，由式(7)可知參數(shù)k亦為常數(shù)，且1/τ的值與氣壓P成線性關系。因此， 將含光子晶體光纖的加壓裝置64通過引壓管9與標準氣壓罐連接，對本實施例的壓力測量 系統(tǒng)進行定標。每一個給定的氣壓值Pi下得到與圖2相似的相對光強隨時間的變化規(guī)律， 利用指數(shù)函數(shù)擬合得到光強隨時間的變化表達式，進而求得給定氣壓Pi下的特征衰減時間 的倒數(shù)1/ τ。改變標準氣壓罐的氣壓值P，即可得到空心光子晶體光纖FLRD在橫向壓力 作用下特征衰減時間τ隨壓力P變化的關系(即氣壓P與特征衰減時間倒數(shù)1/τ的散點圖)，再對橫向壓力作用下的特征衰減時間倒數(shù)1/ τ隨氣壓P變化的線性工作區(qū)間進行最 小二乘線性擬合，求出本實施例中的定標方程及壓力測量的線性工作區(qū)間，如式(9)所示 式中，a和b是定標后給出的常數(shù)，本實施例中a = 1. 5485 X IO5, b = 6. 2836 X IO5, 特征衰減時間τ的單位取μ S。3、待測氣壓測量最后，將待測氣壓構件8通過引壓管9與加壓裝置64連接好，確保氣密性。根據(jù) 此氣壓下測量得到的特征衰減時間τ的數(shù)值，再根據(jù)式(9)即可得出待測氣壓值Ρ『
權利要求
一種基于光子晶體光纖的多參量傳感器，所述多參量傳感器輸入端設有一接收光源輸出光束的輸入耦合器，所述多參量傳感器輸出端設有與一光電探測器相連接的輸出耦合器，其特征在于所述輸入耦合器和輸出耦合器之間連接有一段空心光子晶體光纖構成光子晶體光纖環(huán)形腔；所述空心光子晶體光纖段為所述多參量傳感器的傳感頭。
2.一種基于光子晶體光纖的多參量測量系統(tǒng)，其特征在于所述多參量測量系統(tǒng)包括 信號采集、處理及顯示模塊和權利要求1所述的多參量傳感器，所述多參量傳感器通過其 輸入耦合器與所述光源連接，所述多參量傳感器通過其輸出耦合器與所述的光電探測器連 接，所述光電探測器連接至所述信號采集、處理及顯示模塊。
3.根據(jù)權利要求2所述的基于光子晶體光纖的多參量測量系統(tǒng)，其特征在于所述輸 入耦合器與所述光源之間還連接有一光線隔離器。
4.一種基于光子晶體光纖的壓力測量系統(tǒng)，其特征在于所述壓力測量系統(tǒng)包括權利 要求2或3所述的多參量測量系統(tǒng)和安裝于所述傳感頭部分的加壓裝置，所述加壓裝置包 括充氣室、光子晶體光纖夾具和連接器，所述光子晶體光纖夾具通過連接器安裝在所述充 氣室的兩側，所述充氣室的外側另設有控制其與外界和待測氣壓構件之間通斷的第一、二 充氣室開關。
5.根據(jù)權利要求4所述的基于光子晶體光纖的壓力測量系統(tǒng)，其特征在于所述光子 晶體光纖夾具包括第一銅棒、第二銅棒和銅柱，所述第一銅棒和第二銅棒均為一端開口的 凹槽形結構，所述銅柱置于第一銅棒的凹槽中，所述銅柱的前后兩端各設有一密封性軟墊， 所述第一銅棒的開口端嵌套在所述第二銅棒的凹槽中，所述第一銅棒、第二銅棒、銅柱和密 封性軟墊的中心處均開設有供所述空心光子晶體光纖穿過的通孔。
6.根據(jù)權利要求5所述的基于光子晶體光纖的壓力測量系統(tǒng)，其特征在于所述第一 銅棒靠近開口端的外側設有外螺紋，所述第二銅棒的凹槽內(nèi)壁設有內(nèi)螺紋，所述第一銅棒 的開口端通過旋轉嵌套在所述第二銅棒的凹槽中并與第二銅棒固接。
7.根據(jù)權利要求4、5或6所述的基于光子晶體光纖的壓力測量系統(tǒng)，其特征在于所 述連接器為一端開口的凹槽形結構，所述連接器底面中心開設有一剛好供所述第一銅棒穿 過的通孔，所述第二銅棒的開口端嵌套在所述連接器的凹槽中，所述連接器固接于所述充 氣室的側壁上。
全文摘要
本發(fā)明具體公開了一種基于光子晶體光纖的多參量傳感器，其輸入端、輸出端分別設有一輸入、輸出耦合器，兩耦合器之間連接有一段空心光子晶體光纖構成光子晶體光纖環(huán)形腔，該段作為多參量傳感器的傳感頭。本發(fā)明還公開了一種多參量測量系統(tǒng)，其包括信號采集、處理及顯示模塊和前述多參量傳感器，傳感器通過其輸入、輸出耦合器分別與光源、光電探測器連接，光電探測器連接至信號采集、處理及顯示模塊。本發(fā)明另提出的壓力測量系統(tǒng)則包括前述多參量測量系統(tǒng)和安裝于傳感頭部分的加壓裝置，加壓裝置包括充氣室、光子晶體光纖夾具和連接器等。本發(fā)明的多參量傳感器及測量系統(tǒng)具有操作簡單方便、結構精簡、測量精度高且易于小型化和標準化設計等優(yōu)點。
文檔編號G02B6/02GK101871791SQ20101021291
公開日2010年10月27日 申請日期2010年6月30日 優(yōu)先權日2010年6月30日
發(fā)明者侯靜, 劉澤金, 姜宗福, 姜曼, 徐海洋, 杜睿, 汪淼, 王澤鋒, 舒柏宏, 陳金寶 申請人:中國人民解放軍國防科學技術大學