基于保偏光纤的温度传感器
本发明涉及温度传感器，具体为一种基于保偏光纤的温度传感器。
背景技术：
1、温度传感器是以直观数据展现温度情况的仪器，现有的温度传感器主要有膨胀类、热电类、电阻类和辐射类四种。
2、以水银温度计为代表的膨胀类温度传感器，其虽然价格便宜，但精度低，只能用于近距离温度检测；以热电偶为代表的热电类温度传感器线性较差，需要温度补偿；以铂电阻为代表的电阻类温度传感器虽然可以连续测温，但在进行温度监测时需要进行温度补偿；以红外温度计为代表的辐射类温度传感器只能用于测量物体表面的温度。
3、中国专利cn108801500a公开了一种基于混沌相关光纤环衰荡技术的光纤光栅温度传感器，其采用的技术方案是，包括混沌光纤激光器和光纤衰荡环两部分；其中混沌光纤激光器采用环形腔结构，用半导体激光器作为泵浦源，掺铒光纤作为增益介质，利用光纤的非线性克尔效应产生混沌激光，混沌激光通过光耦合器进入到光纤衰荡环中，光纤衰荡环由两个光耦合器，一个光隔离器和一个fbg组成；光纤环输出端接到一个光电探测器上，光电探测器再连到示波器上。
4、该现有专利使用衰荡腔结构进行温度传感与解调，解调过程中光纤激光器由于动态特性、抽运功率和调制频率、稳定性、解调技术以及环境因素等多个方面的原因容易出现跳模的现象，导致拍频信号不稳定。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种基于保偏光纤的温度传感器，可以有效解决背景技术中的问题。
2、为了实现上述目的，本发明公开了一种基于保偏光纤的温度传感器，采用的技术方案是，包括光源和波分复用器(wdm)，所述光源和所述波分复用器的进端端口相连，所述波分复用器的后端依次连接了单模光纤(smf)、布拉格光栅(fbg)、保偏光纤(pmf)、掺铒光纤(edf)和光纤环形反射镜，所述布拉格光栅、所述掺铒光纤和所述光纤环形反射镜组成激光腔，掺铒光纤为增益介质，所述保偏光纤插入到所述激光腔中；所述光纤环形反射镜的进口端端口还连接有监测解调模块。当pmf插入到激光腔中时，由于pmf中的较强的固有双折射效应，其正交偏振模vx和vy不会简并,结果出现模分裂现象(即vx≠vy)。因此，存在两种类型的拍频信号，即纵向模拍频(lmbf)和偏振模拍频(pmbf)，通过对偏振模拍频(pmbf)的监测，达到传感的目的。
3、作为本发明的一种优选技术方案，所述光纤环形反射镜还包括光纤耦合器(oc)，所述光纤耦合器后端连接了环形光纤。
4、作为本发明的一种优选技术方案，所述监测解调模块还包括光隔离器(iso)，所述光隔离器一端连接所述光纤环形反射镜，另一端连接有光电探测器(pd)，所述光电探测器后端连接有射频频谱分析仪(rfsa)。
5、作为本发明的一种优选技术方案，所述光源为泵浦光源(980pump ld)。
6、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过使用较短的保偏光纤进行温度传感，传感部位短小方便可以作为一个远程温度监测计使用，对激光腔腔长的影响较小，只引起双折射率的变化同时整个系统体积小结构简单，在实际应用中有较大的使用空间。利用偏振模拍频信号进行温度监测，对温度灵敏度高，精度高，线性度好，且可以进行连续测温，测温过程中不需要进行温度补偿。
技术特征：
1.一种基于保偏光纤的温度传感器，包括光源（1）和波分复用器（2），所述光源（1）和所述波分复用器（2）的进端端口相连，其特征在于：所述波分复用器（2）的后端依次连接了单模光纤（3）、布拉格光栅（4）、保偏光纤（5）、掺铒光纤（6）和光纤环形反射镜（7），所述布拉格光栅（4）、所述掺铒光纤（6）和所述光纤环形反射镜（7）组成激光腔，所述保偏光纤（5）插入到所述激光腔中；所述光纤环形反射镜（7）的进口端端口还连接有监测解调模块。
2.根据权利要求1所述的基于保偏光纤的温度传感器，其特征在于：所述光纤环形反射镜（7）还包括光纤耦合器（701），所述光纤耦合器（701）后端连接了环形光纤（702）。
3.根据权利要求1所述的基于保偏光纤的温度传感器，其特征在于：所述监测解调模块还包括光隔离器（8），所述光隔离器（8）一端连接所述光纤环形反射镜（7），另一端连接由光电探测器（9），所述光电探测器（9）后端连接有射频频谱分析仪（10）。
4.根据权利要求1所述的基于保偏光纤的温度传感器，其特征在于：所述光源（1）为泵浦光源。
技术总结
本发明公开了一种基于保偏光纤的温度传感器，涉及温度传感器领域，旨在解决现有技术中拍频信号不稳定的问题，采用的技术方案是，包括光源和波分复用器，光源和波分复用器的进端端口相连，波分复用器的后端依次连接了单模光纤、布拉格光栅、保偏光纤、掺铒光纤和光纤环形反射镜；光纤环形反射镜的进口端端口还连接有监测解调模块。通过使用保偏光纤进行温度传感，传感部位短小方便可作为一个远程温度监测计使用，对激光腔腔长的影响较小，只引起双折射率的变化同时整个系统体积小结构简单，在实际应用中有较大的使用空间。利用偏振模拍频信号进行温度监测，对温度灵敏度高，精度高，线性度好，且可以进行连续测温，测温过程中不需要进行温度补偿。
技术研发人员：王芳,刘慧,王旭,张富强,常钦,刘玉芳
受保护的技术使用者：河南师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23