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专利号: 2021110521594
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于向列相液晶的Sagnac温度传感器,所述传感器包括依次连接的宽带光源BBS,Sagnac传感单元(1)和光谱仪OSA;所述传感器由宽带光源BBS发出光到Sagnac传感单元(1),所述光谱仪OSA接收传感单元(1)输出的信号;所述Sagnac传感单元(1)包括2x23dB耦合器(11),3dB耦合器(11)左右两侧均有两个端口,3dB耦合器(11)左侧的P1端与宽带光源连接,用来接收宽带光源,P2端与光谱仪连接;其特征在于:所述Sagnac传感单元(1)还包括光纤插芯匹配套管(121),位于耦合器右侧的P3,P4两个端口之间,用于连接光纤跳线,形成Sagnac环;所述光纤插芯匹配套管内注有向列相液晶,通过旋转所述光纤跳线,能够使向列相液晶分子沿光纤跳线端面平行取向,变成各向异性,从而在光谱仪上形成Sagnac干涉谱。

2.如权利要求1所述的一种基于向列相液晶的Sagnac温度传感器,其特征在于,所述宽带光源BBS,Sagnac传感单元(1)与所述光谱仪OSA之间均采用单模光纤连接。

3.如权利要求1所述的一种基于向列相液晶的Sagnac温度传感器,其特征在于,所述光纤插芯匹配套管(121)内,中间留有一定的间隙(122)用于控制注入向列相液晶的厚度。

4.如权利要求1所述的一种基于向列相液晶的Sagnac温度传感器,其特征在于:所述2x2 3dB耦合器(11)右侧的P3端来传输从3dB耦合器接收的第一束光,沿着Sagnac环顺时针传输到P4端,P4端来传输从3dB耦合器接收的第二束光,第二束光沿着Sagnac环逆时针传输到P3端,两束光经过高双折射向列相液晶后会产生相位差,最终在3dB耦合器处相遇并形成Sagnac干涉谱。

5.如权利要求4所述的一种基于向列相液晶的Sagnac温度传感器,其特征在于,所述相位差满足以下公式:其中λ为干涉谱的波长,B为液晶分子的双折射,L为光纤插芯匹配套管内留有的间隙;

所述Sagnac干涉谱的周期可以表示为:

其中Λ为干涉谱周期,λ为干涉谱的波长,B是液晶分子的双折射,L是光纤插芯匹配套管内留有的间隙。

6.如权利要求4所述的一种基于向列相液晶的Sagnac温度传感器,其特征在于:所述Sagnac干涉谱的波长随温度变化的波长灵敏度可以表示为:

其中:S为波长灵敏度,λ为干涉谱的波长,T为温度。