專利名稱：一種基于高雙折射光子晶體光纖的稱重儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于高雙折射光子晶體光纖的稱重儀。
背景技術(shù)：
重量在生產(chǎn)生活中是一個(gè)重要的基本物理參量。對重量的測量，在復(fù)合高分子材料制作、航空航天監(jiān)測等眾多重要領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。目前，重量測量常用的是光纖光柵重力傳感器。這種傳感器具有靈敏度高、重量輕、體積小、抗電磁干擾、耐腐蝕、本質(zhì)安全等優(yōu)點(diǎn)。但是在高溫環(huán)境下(尤其是在400°C以上)，光纖光柵會(huì)被擦除，無法進(jìn)行測量。傳統(tǒng)的利用波長測量的光纖光柵傳感器會(huì)產(chǎn)生溫度信息對重量信息的干擾，并且系統(tǒng)測量需要進(jìn)行波長掃描，反應(yīng)時(shí)間長，測量速度慢，不能用于高速測量和實(shí)時(shí)監(jiān)控，影響了此類器件的應(yīng)用。在上述的研究中，現(xiàn)有技術(shù)無法解決稱重儀的精確測量、快速測量、安全可靠的問題，從而降低重力傳感器的實(shí)用價(jià)值。由于高雙折射的光子晶體光纖(highly birefringent photonic crystal fiber, HiBi-PCF)只由一種物質(zhì)構(gòu)成，所以HiBi-PCF具有極高的溫度穩(wěn)定性。目前，基于高雙折射光子晶體光纖的傳感器已有較廣泛的應(yīng)用。但是對于基于高雙折射光子晶體光纖光纖的稱重儀還沒有被人們注意到，開發(fā)研究較少。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明之目的本發(fā)明之目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種基于高雙折射光子晶體光纖的稱重儀。為了實(shí)現(xiàn)上述本發(fā)明目的，擬采用以下技術(shù)本發(fā)明的特征在于一種基于高雙折射光子晶體光纖的稱重儀包括DFB激光器、 光功率計(jì)、3-dB耦合器、偏振控制器、HiBi-PCF、支架、懸臂梁、鋼絲和托盤。3-dB耦合器一邊的兩個(gè)端口分別與DFB激光器以及光功率計(jì)光纖連接，3_dB耦合器另一邊的兩個(gè)端口分別與偏振控制器的一端以及HiBi-PCF的一端光纖連接，偏振控制器的另一端與HiBi-PCF的另一端光纖連接。3-dB耦合器、偏振控制器和HiBi-PCF構(gòu)成 FLM。沿豎直方向，懸臂梁上端固定于支架，下端固定連接四根完全相同的鋼絲；四根鋼絲的下端均勻固定于托盤的邊緣；HiBi-PCF豎直粘貼于懸臂梁上。本發(fā)明的最大特點(diǎn)采用高雙折射光子晶體光纖的稱重儀可對重量精確測量，安全可靠，解決了溫度信息對稱重的干擾。DFB激光器及光功率計(jì)的使用，取代了價(jià)格昂貴的寬帶光源及光譜儀，大大降低了成本。本實(shí)用新型測量精度高、可靠性好、絕緣性好、抗電磁干擾、響應(yīng)快、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、成本低，使得稱重儀的實(shí)用性大大增強(qiáng)。

[0011]附圖示意了本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)。1 =DFB激光器；2 光功率計(jì)；3 :3_dB耦合器；4 偏振控制器；5 =HiBi-PCF ；6 支架；7 懸臂梁；8 鋼絲；9 托盤。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)一步描述。如附圖所示，一種基于高雙折射光子晶體光纖的稱重儀，包括DFB激光器1、光功率計(jì)2、3-dB耦合器3、偏振控制器4、HiBi-PCF 5、支架6、懸臂梁7、鋼絲8和托盤9。3-dB耦合器3 —邊的兩個(gè)端口分別與DFB激光器1以及光功率計(jì)2光纖連接，3_dB 耦合器3另一邊的兩個(gè)端口分別與偏振控制器4的一端以及HiBi-PCF5的一端光纖連接， 偏振控制器4的另一端與HiBi-PCF 5的另一端光纖連接。3-dB耦合器3、偏振控制器4和 HiBi-PCF 5構(gòu)成FLM。沿豎直方向，懸臂梁7上端固定于支架6，下端固定連接四根完全相同的鋼絲8。四根鋼絲8的下端均勻固定于托盤9的邊緣；HiBi-PCF 5豎直粘貼于懸臂梁 7上。本實(shí)用新型基于以下原理入射光為寬帶光時(shí)，由3-dB耦合器3分為兩個(gè)反向傳輸?shù)墓庑盘?hào)分別從HiBi-PCF 5兩端入射，其中由偏振控制器4控制光信號(hào)的偏振態(tài)。兩束光經(jīng)過HiBi-PCF 5后產(chǎn)生相位延遲δ，當(dāng)它們重新入射3-dB耦合器3時(shí)發(fā)生相干，在FLM 透射譜上表現(xiàn)為梳狀濾波的特性。當(dāng)有重量變化時(shí)，懸臂梁7就會(huì)受應(yīng)力產(chǎn)生形變，這種軸向應(yīng)力作用于HiBi-PCF 5傳感頭時(shí)，應(yīng)力作用引起的彈光效應(yīng)和HiBi-PCF 5的長度變化， 改變了兩束光的相位延遲δ，從而引起FLM諧振波谷的移動(dòng)。DFB激光器1產(chǎn)生的DFB激光為窄帶光，當(dāng)以DFB激光作為入射光時(shí)，F(xiàn)LM諧振波谷的移動(dòng)可通過檢測DFB激光波長的光強(qiáng)度變化來反映。最終得到重量的變化量，測得當(dāng)前重量。
權(quán)利要求1. 一種基于高雙折射光子晶體光纖的稱重儀，其特征在于3_dB耦合器(3)的一端分別與DFB激光器⑴和光功率計(jì)(2)光纖連接，另一端分別與偏振控制器⑷和 HiBi-PCF(5)光纖連接；偏振控制器⑷與HiBi-PCF(5)光纖連接；沿豎直方向，懸臂梁(7) 上端固定于支架(6)，下端固定連接四根完全相同的鋼絲(8)；四根鋼絲(8)的下端均勻固定于托盤(9)的邊緣；HiBi-PCF (5)豎直粘貼于懸臂梁(7)上。
專利摘要一種基于高雙折射光子晶體光纖的稱重儀，3-dB耦合器(3)的一端分別與DFB激光器(1)和光功率計(jì)(2)光纖連接，另一端分別與偏振控制器(4)和HiBi-PCF(5)光纖連接；偏振控制器(4)與HiBi-PCF(5)光纖連接。沿豎直方向，懸臂梁(7)上端固定于支架(6)，下端固定連接四根完全相同的鋼絲(8)；四根鋼絲(8)的下端均勻固定于托盤(9)的邊緣。HiBi-PCF(5)豎直粘貼于懸臂梁(7)上。采用高雙折射光子晶體光纖的稱重儀可對重量精確測量，且解決了溫度變化對稱重的干擾。本實(shí)用新型測量精度高、可靠性好、響應(yīng)快、結(jié)構(gòu)簡單、成本低，使得稱重儀的實(shí)用性大大增強(qiáng)。
文檔編號(hào)G01G3/12GK202133447SQ20112023115
公開日2012年2月1日 申請日期2011年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月1日
發(fā)明者劉星, 梁璇 申請人:劉星