基于光纤耦合诱导透明的传感结构和传感装置

技术特征：
1.一种基于光纤耦合诱导透明的传感结构，其特征在于，所述传感结构包括多段光纤，在所述光纤上包括输出直波导、输入直波导，所述输出直波导、输入直波导之间还包括第一谐振腔以及第二谐振腔；所述第一谐振腔和所述第二谐振腔所对应的相邻谐振波长的间距不同，以使所述第一谐振腔与第二谐振腔均具有选频作用，并具有不同的自由光谱范围；所述第一谐振腔包括环状波导，所述第一谐振腔与输入直波导中的第二谐振腔段级联以光学耦合，实现所述输入直波导与第一谐振腔之间的光信息传导；所述第一谐振腔为微环谐振腔，所述第二谐振腔为f-p腔结构，所述微环谐振腔和所述f-p腔结构光学耦合连接，以用于光信号在所述微环谐振腔和所述f-p腔结构自由传导，光信号经所述f-p腔结构在所述光纤内部进行干涉耦合，经耦合区波导进入微环谐振腔内进行二次耦合。2.根据权利要求1所述的基于光纤耦合诱导透明的传感结构，其特征在于，所述微环谐振腔位置固定，所述f-p腔结构宽度与所述输入直波导宽度相等，所述f-p腔结构末端设置有波纹膜片。3.根据权利要求2所述的基于光纤耦合诱导透明的传感结构，其特征在于，所述f-p腔结构的纵向中轴线在所述微环谐振腔所处平面，所述微环谐振腔的横向中轴线与所述f-p腔结构的对称轴对称。4.根据权利要求3所述的基于光纤耦合诱导透明的传感结构，其特征在于，所述干涉耦合以及所述二次耦合视为两个一类的激发态；在对称结构的情况下，两个所述激发态相互影响，形成一个光谱；在外界影响下，所述微环谐振腔与f-p腔结构从对称位置变为不对称结构，所述微环谐振腔与f-p腔结构的两个激发状态通过不对称结构激发出两种模式的光信号，这两种模式之间的相互作用使所述光谱分裂成两个禁带，并在所述两个禁带间呈现透明窗口。5.根据权利要求3所述的基于光纤耦合诱导透明的传感结构，其特征在于，所述光信号从所述输入直波导输入时，垂直入射所述第二谐振腔。6.根据权利要求3所述的基于光纤耦合诱导透明的传感结构，其特征在于，所述微环谐振腔和所述f-p腔结构之间的介质为空气，所述f-p腔结构与所述输入直波导相连，所述f-p腔结构由光纤的插头的平整端面与所述波纹膜片的内表面构成。7.根据权利要求1至6任一项所述的基于光纤耦合诱导透明的传感结构，其特征在于，所述光纤包括以下至少一者：单模光纤、多模光纤、光子晶体光纤、纳米光纤。8.一种传感装置，应用于压力传感，其特征在于，包括如上述权利要求1至7任意一项所述的基于光纤耦合诱导透明的传感结构，所述传感结构封装于光纤传感单元，所述传感装置还包括：光信号发射器、光隔离器、光电转换器、光谱仪、调制解调器以及数据解析系统；其中，所述光信号发射器输出入射光，通过所述光隔离器对所述入射光的方向进行限制，输出端经所述光电转换器与所述光纤传感单元的输入端连接，以对所述光信号的方向进行限制，并通过所述光纤传感单元进行传感，然后将光纤传感单元的输出光通过所述光电转换器进入所述光谱仪，所述调制解调器电性连接所述光谱仪，通过所述光谱仪分析数据以得到对应的传感数据。9.根据权利要求8所述的传感装置，其特征在于，所述调制解调器通过透明窗口功率检测方式或者双波长差解调方式对所述光信号进行解调；所述光信号发射器所发射的所述光
信号为波长为800nm至1800nm的连续谱激光光源。10.根据权利要求8所述的传感装置，其特征在于，所述传感装置还包括光纤激光器，所述光信号发射器和所述光纤激光器连接，以使所述光信号发射器的入射光至所述光纤激光器以激光振荡输出。

技术总结
本实用新型提供一种基于光纤耦合诱导透明的传感结构和传感装置；传感结构包括光纤，在光纤上包括输出直波导、输入直波导、第一谐振腔以及第二谐振腔；第一谐振腔和第二谐振腔所对应的相邻谐振波长的间距不同；第一谐振腔包括环状波导，第一谐振腔与输入直波导中的第二谐振腔段级联以光学耦合，实现输入直波导与第一谐振腔之间的光信息传导；第一谐振腔为微环谐振腔，第二谐振腔为F-P腔结构，微环谐振腔和F-P腔结构光学耦合连接，以用于光信号在微环谐振腔和F-P腔结构自由传导，光信号经F-P腔结构在光纤内部进行干涉耦合，经耦合区波导进入微环谐振腔内进行二次耦合，减小光学传感的体积的同时进一步提高微位移/微应力的测量精度。度。度。


技术研发人员：曹成艺 李旭东 温坤华
受保护的技术使用者：广东工业大学
技术研发日：2021.08.02
技术公布日：2022/11/21