本實用新型屬于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于TFBG-SPR的多通道光纖傳感器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

當(dāng)入射光傳輸至TFBG傾斜的光柵面時，滿足布拉格反射條件的光被反射回在纖芯中傳輸，絕大多數(shù)的光被反射進(jìn)光纖的包層，從而激發(fā)出大量的沿反向傳輸?shù)陌鼘幽?。被激發(fā)出的包層模能夠與外界環(huán)境產(chǎn)生強(qiáng)烈的作用，對外界折射率、溫度、等環(huán)境變化非常敏感，因此，TFBG在一些傳感方面具有獨特的優(yōu)勢。

TFBG-SPR傳感器，具有溫度交叉敏感性最小的特點同時又保證了光纖結(jié)構(gòu)的完整性。目前的傳感器只有單個通道傳輸信息的功能，對比多通道傳輸，其傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量以及便捷性都有所欠缺。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提供一種基于TFBG-SPR的多通道光纖傳感器，通過改變每個傳感器中的TFBG的傾斜角來改變這個傳感器工作的中心波長，該結(jié)構(gòu)易于實現(xiàn)。

本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種基于TFBG-SPR的多通道光纖傳感器，由寬帶光源(1)，偏振控制器(2)，第一傳感器(3)，第一鉻-金膜(4)，第一TFBG(5)，第二傳感器(6)，第二鉻-金膜(7)，第二TFBG(8)，第三傳感器(9)，第三鉻-金膜(10)，第三TFBG(11)，光譜儀(12)組成，其特征在于：光源(1)和偏振控制器(2)用傳輸光纖相連，偏振控制器(2)通過傳輸光纖與第一傳感器(3)左端相連，第一傳感器(3)右端通過傳輸光纖與第二傳感器(6)左端相連，第二傳感器(6)右端通過傳輸光纖與第三傳感器(9)左端相連，第三傳感器(9)右端通過傳輸光纖與光譜儀(12)相連。

所述的第一傳感器(3)用一個纖芯刻有第一TFBG(5)的標(biāo)準(zhǔn)的單模光纖構(gòu)成，單模光纖型號為康寧SMF-28，表面均勻鍍上第一鉻-金膜(4)，膜的厚度約為50nm，工作波長為1500nm-1570nm。

所述的第一TFBG(5)的傾斜角為4.5°，長度為1cm，與第二TFBG(8)相距3cm。

所述的第二傳感器(6)用一個纖芯刻有第二TFBG(8)的標(biāo)準(zhǔn)的單模光纖構(gòu)成，單模光纖型號為康寧SMF-28，表面均勻鍍上第二鉻-金膜(7)，膜的厚度約為50nm，工作波長為1500nm-1570nm。

所述的第二TFBG(8)的傾斜角為6°，長度為1cm，與第三TFBG(11)相距3cm。

所述的第三傳感器(9)用一個纖芯刻有第三TFBG(11)的標(biāo)準(zhǔn)的單模光纖構(gòu)成，單模光纖型號為康寧SMF-28，表面均勻鍍上第三鉻-金膜(10)，膜的厚度約為50nm，工作波長為1500nm-1570nm。

所述的第三TFBG(11)的傾斜角為4°，長度為1cm。

所述的光譜儀(12)型號為Si720。

本實用新型的工作原理是：寬帶光源(1)發(fā)射波長1500nm～1570nm的光束，通過偏振控制器(2)調(diào)整偏振態(tài)后沿傳輸光纖入射第一傳感器(3)。由于第一傳感器(3)內(nèi)刻有第一TFBG(5)，當(dāng)入射光傳輸至第一TFBG(5)傾斜的光柵面時，滿足布拉格反射條件的光被反射回在纖芯中傳輸，從而激發(fā)出大量的沿反向傳輸?shù)陌鼘幽＃?dāng)入射光繼續(xù)傳輸至第二TFBG(8)傾斜的光柵面時，滿足布拉格反射條件的光被反射回在纖芯中傳輸，激發(fā)出大量的沿反向傳輸?shù)陌鼘幽＃?dāng)入射光繼續(xù)傳輸至第三TFBG(11)傾斜的光柵面時，滿足布拉格反射條件的光被反射回在纖芯中傳輸，從而激發(fā)出大量的沿反向傳輸?shù)陌鼘幽＃庾V儀(12)檢測到入射光傳輸至第一傳感器(3)，第二傳感器(6)、第三傳感器(9)之后總的透射光譜的信息(參見附圖2)。

入射光傳輸至每個傳感器后所激發(fā)的包層模的開始波長可以根據(jù)以下公式計算出：

式中，λ_start表示包層模開始耦合的波長，λ_Bragg表示布拉格共振波長，n_eff表示在λ_Bragg時的纖芯的有效折射率，n_clad表示包層的有效折射率。

在TFBG中傳播的光的偏振狀況分別定義為P偏振態(tài)和S偏振態(tài)，P偏振態(tài)的極化方向是平行于光柵面，S偏振態(tài)的極化方向是垂直于光柵平面，P偏振態(tài)比S態(tài)損耗大，當(dāng)入射光偏振態(tài)為S偏振態(tài)時該傳感器開啟，為P態(tài)時該傳感器關(guān)閉。

本實用新型的有益效果是：(1)建立了多通道的TFBG-SPR傳感器，不用為了單獨使用某個傳感器而建立起完整的一套裝置。(2)可以根據(jù)需求，通過調(diào)整偏振控制器調(diào)整光的偏振態(tài)來選擇使用哪個傳感器。為多通道的TFBG-SPR傳感器提供了一種切實可行的方案。

附圖說明

圖1是一種基于TFBG-SPR的多通道光纖傳感器的系統(tǒng)原理圖。

圖2是一種基于TFBG-SPR的多通道光纖傳感器的透射光譜圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

參見附圖1，一種基于TFBG-SPR的多通道光纖傳感器，由寬帶光源(1)，偏振控制器(2)，第一傳感器(3)，第一鉻-金膜(4)，第一TFBG(5)，第二傳感器(6)，第二鉻-金膜(7)，第二TFBG(8)，第三傳感器(9)，第三鉻-金膜(10)，第三TFBG(11)，光譜儀(12)組成，其特征在于：光源(1)和偏振控制器(2)用傳輸光纖相連，偏振控制器(2)通過傳輸光纖與第一傳感器(3)左端相連，第一傳感器(3)右端通過傳輸光纖與第二傳感器(6)左端相連，第二傳感器(6)右端通過傳輸光纖與第三傳感器(9)左端相連，第三傳感器(9)右端通過傳輸光纖與光譜儀(12)相連；第一傳感器(3)用一個纖芯刻有第一TFBG(5)的標(biāo)準(zhǔn)的單模光纖構(gòu)成，單模光纖型號為康寧SMF-28，表面均勻鍍上第一鉻-金膜(4)，膜的厚度約為50nm，工作波長為1500nm-1570nm；第一TFBG(5)的傾斜角為4.5°，長度為1cm，與第二TFBG(8)相距3cm；第二傳感器(6)用一個纖芯刻有第二TFBG(8)的標(biāo)準(zhǔn)的單模光纖構(gòu)成，單模光纖型號為康寧SMF-28，表面均勻鍍上第二鉻-金膜(7)，膜的厚度約為50nm，工作波長為1500nm-1570nm；第二TFBG(8)的傾斜角為6°，長度為1cm，與第三TFBG(11)相距3cm；第三傳感器(9)用一個纖芯刻有第三TFBG(11)的標(biāo)準(zhǔn)的單模光纖構(gòu)成，單模光纖型號為康寧SMF-28，表面均勻鍍上第三鉻-金膜(10)，膜的厚度約為50nm，工作波長為1500nm-1570nm；第三TFBG(11)的傾斜角為4°，長度為1cm；光譜儀(12)型號為Si720。

本實用新型的工作原理是：寬帶光源(1)發(fā)射波長1500nm～1570nm的光束，通過偏振控制器(2)調(diào)整偏振態(tài)后沿傳輸光纖入射第一傳感器(3)。由于第一傳感器(3)內(nèi)刻有第一TFBG(5)，當(dāng)入射光傳輸至第一TFBG(5)傾斜的光柵面時，滿足布拉格反射條件的光被反射回在纖芯中傳輸，從而激發(fā)出大量的沿反向傳輸?shù)陌鼘幽?，?dāng)入射光繼續(xù)傳輸至第二TFBG(8)傾斜的光柵面時，滿足布拉格反射條件的光被反射回在纖芯中傳輸，激發(fā)出大量的沿反向傳輸?shù)陌鼘幽?，?dāng)入射光繼續(xù)傳輸至第三TFBG(11)傾斜的光柵面時，滿足布拉格反射條件的光被反射回在纖芯中傳輸，從而激發(fā)出大量的沿反向傳輸?shù)陌鼘幽＃庾V儀(12)檢測到入射光傳輸至第一傳感器(3)，第二傳感器(6)、第三傳感器(9)之后總的透射光譜的信息(參見附圖2)。