本發明涉及傳感器測(ce)量(liang)技(ji)術(shu)領域，特別涉及一(yi)種(zhong)利(li)用(yong)纖芯氣泡光纖同時測(ce)量(liang)溫度和溶液折射率的方法。

背景技術：

全光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)化的(de)傳(chuan)(chuan)(chuan)感器具(ju)(ju)有結(jie)構緊(jin)湊(cou)、使用(yong)(yong)壽(shou)命長、對(dui)測(ce)試量(liang)敏(min)感、傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)信道多(duo)等(deng)優(you)勢(shi)廣(guang)泛地(di)應用(yong)(yong)于(yu)(yu)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)傳(chuan)(chuan)(chuan)感、光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)通信、光(guang)學加(jia)工(gong)等(deng)領域。通過(guo)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)端(duan)面微加(jia)工(gong)技術或搭建具(ju)(ju)有干涉(she)(she)結(jie)構的(de)全光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)傳(chuan)(chuan)(chuan)感器，在泵(beng)浦(pu)源作用(yong)(yong)下(xia)，輸(shu)出具(ju)(ju)有梳(shu)狀譜(pu)圖樣的(de)干涉(she)(she)譜(pu)曲線。細芯光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)馬赫-曾(ceng)(ceng)德(de)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)傳(chuan)(chuan)(chuan)感器結(jie)構簡單(dan)且易于(yu)(yu)實現，該(gai)結(jie)構由一段(duan)細芯光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)熔接在兩段(duan)芯徑相對(dui)較粗的(de)摻(chan)雜(za)稀(xi)土(tu)(tu)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)中，摻(chan)雜(za)稀(xi)土(tu)(tu)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)也被用(yong)(yong)作為傳(chuan)(chuan)(chuan)感器的(de)增益(yi)介質(zhi)。現有技術中，基(ji)于(yu)(yu)雙芯光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)馬赫-曾(ceng)(ceng)德(de)干涉(she)(she)儀(yi)，應用(yong)(yong)于(yu)(yu)溫度和應變(bian)的(de)測(ce)量(liang)，干涉(she)(she)條紋(wen)襯(chen)幅比(bi)約(yue)為10dBm，條紋(wen)間隔約(yue)為2nm。光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)馬赫-曾(ceng)(ceng)德(de)干涉(she)(she)儀(yi)具(ju)(ju)有結(jie)構簡單(dan)、條紋(wen)襯(chen)比(bi)度高、梳(shu)狀譜(pu)密集等(deng)優(you)勢(shi)，常被用(yong)(yong)于(yu)(yu)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)傳(chuan)(chuan)(chuan)感領域。

纖(xian)(xian)芯(xin)(xin)氣泡(pao)(pao)(pao)(pao)光(guang)纖(xian)(xian)在(zai)纖(xian)(xian)芯(xin)(xin)中(zhong)(zhong)制作中(zhong)(zhong)纖(xian)(xian)芯(xin)(xin)內形成氣泡(pao)(pao)(pao)(pao)，氣泡(pao)(pao)(pao)(pao)能夠使得(de)纖(xian)(xian)芯(xin)(xin)有(you)(you)效折射(she)率發(fa)(fa)生變(bian)化(hua)，在(zai)纖(xian)(xian)芯(xin)(xin)中(zhong)(zhong)傳輸的(de)光(guang)經(jing)過(guo)氣泡(pao)(pao)(pao)(pao)，光(guang)程(cheng)發(fa)(fa)生改(gai)變(bian)，產生模間干(gan)涉，由(you)于(yu)在(zai)一(yi)根光(guang)纖(xian)(xian)就(jiu)能實現多種模式之間的(de)干(gan)涉，簡化(hua)了光(guang)路，使結構更(geng)加緊(jin)湊，而(er)且損(sun)耗低、不受外界干(gan)擾，具有(you)(you)很(hen)好(hao)的(de)發(fa)(fa)展前景。但(dan)是，在(zai)現有(you)(you)技術中(zhong)(zhong)，對于(yu)氣泡(pao)(pao)(pao)(pao)光(guang)纖(xian)(xian)的(de)應用(yong)于(yu)對單一(yi)的(de)的(de)溫度或(huo)溶(rong)液(ye)折射(she)率的(de)測量(liang)。

針對(dui)(dui)現(xian)有(you)(you)技術中(zhong)的(de)(de)(de)缺陷，發明人發現(xian)氣(qi)泡光纖(xian)對(dui)(dui)溫度(du)(du)和(he)溶(rong)液折射(she)率(lv)(lv)的(de)(de)(de)靈敏(min)度(du)(du)與光纖(xian)光柵對(dui)(dui)溫度(du)(du)和(he)溶(rong)液折射(she)率(lv)(lv)均(jun)具有(you)(you)不同(tong)的(de)(de)(de)靈敏(min)度(du)(du)，可以實現(xian)對(dui)(dui)溫度(du)(du)和(he)溶(rong)液折射(she)率(lv)(lv)的(de)(de)(de)同(tong)時測量(liang)。

因此，要一種(zhong)能有效地對溫度和溶(rong)液折射率進行同時測量的一種(zhong)利(li)用纖芯氣泡光纖同時測量溫度和溶(rong)液折射率的方(fang)法。

技術實現要素：

本(ben)發(fa)明在一(yi)(yi)個方(fang)面提供了一(yi)(yi)種(zhong)利用纖(xian)(xian)芯氣泡光纖(xian)(xian)同時測量溫度和(he)溶液折(zhe)射率(lv)的(de)方(fang)法，其特(te)征在于，所述方(fang)法包括如下步驟：

a)在(zai)兩段(duan)光纖纖芯端(duan)面(mian)進(jin)行刻槽(cao)處理；

b)將步驟a)中(zhong)兩(liang)段光纖帶有刻(ke)(ke)槽(cao)的端面相互熔接(jie)，熔接(jie)的兩(liang)端面刻(ke)(ke)槽(cao)相互對應，所述熔接(jie)過程中(zhong)刻(ke)(ke)槽(cao)發生膨(peng)脹，纖芯位(wei)置產(chan)生氣(qi)泡(pao)，得到(dao)纖芯氣(qi)泡(pao)光纖；

c)將所述(shu)纖(xian)芯氣(qi)泡光(guang)纖(xian)與光(guang)纖(xian)光(guang)柵熔接，進(jin)行溫(wen)度標定(ding)和溶液折(zhe)射率標定(ding)；

d)采集纖(xian)(xian)芯(xin)氣泡光(guang)(guang)纖(xian)(xian)與光(guang)(guang)纖(xian)(xian)光(guang)(guang)柵的波(bo)(bo)長漂移(yi)量，擬(ni)合纖(xian)(xian)芯(xin)氣泡光(guang)(guang)纖(xian)(xian)與光(guang)(guang)纖(xian)(xian)光(guang)(guang)柵的波(bo)(bo)長漂移(yi)量隨溫度和溶(rong)液折射(she)率變化量的關(guan)系曲(qu)線；

e)利用(yong)步驟d)的關系曲(qu)線對待測環境中的溫度和(he)溶液折射率同時(shi)測量。

優選地，所(suo)述標(biao)定方(fang)法包括如下步驟：

(1)將熔接后的纖(xian)芯氣泡光(guang)(guang)纖(xian)與(yu)光(guang)(guang)纖(xian)光(guang)(guang)柵置(zhi)于可控溫度變(bian)化(hua)和折射率變(bian)化(hua)的溶液中(zhong)；

(2)以纖(xian)芯氣泡光(guang)纖(xian)與光(guang)纖(xian)光(guang)柵的(de)波谷作為(wei)采(cai)樣點，逐漸改變(bian)環境中溫度(du)的(de)大小，同時改變(bian)環境的(de)溶(rong)液折射率，記錄梳狀譜(pu)移動(dong)的(de)長(chang)度(du)。

優選地，所述改變溶(rong)液折射率的方法包括改變溶(rong)液離子半徑、增加(jia)溶(rong)液的濃(nong)度或降低溶(rong)液的濃(nong)度。

優選地(di)，所述纖(xian)芯氣泡光纖(xian)與光纖(xian)光柵(zha)的波長(chang)漂(piao)移量(liang)隨溫度(du)和溶液(ye)折(zhe)射率變化量(liang)的關系曲(qu)線滿足(zu)如下(xia)關系：

其中Δλ₁、Δλ₂分別為纖芯氣泡光纖和光纖光柵的波長漂移量；ΔT、Δh分別為溫度和溶液折射率的變化量；K_T1、K_T2分別為纖芯氣泡光纖和光纖光柵的溫度靈敏度；K_n1、K_n2分別為纖芯氣泡光纖和光纖光柵的溶液折射率靈敏度；D＝K_T1K_n2-K_T2K_n1。

優選地(di)，所述溫(wen)度靈(ling)敏(min)度和所述溶液折射率(lv)靈(ling)敏(min)度通過計算靈(ling)敏(min)度曲線的斜率(lv)得(de)到。

本(ben)發明的另(ling)一(yi)個方面在于提供一(yi)種用于同時測(ce)量溫度和(he)溶液折射(she)率的系統(tong)，所述測(ce)量系統(tong)依次(ci)連(lian)接泵浦光(guang)(guang)源(yuan)、波分復用器(qi)、增益光(guang)(guang)纖(xian)、第一(yi)單模(mo)光(guang)(guang)纖(xian)、纖(xian)芯氣(qi)泡光(guang)(guang)纖(xian)、光(guang)(guang)纖(xian)光(guang)(guang)柵、第二單模(mo)光(guang)(guang)纖(xian)和(he)光(guang)(guang)譜儀；

所(suo)(suo)述纖芯氣泡(pao)光(guang)纖由兩(liang)段(duan)端面帶有刻槽(cao)的光(guang)纖熔接(jie)；所(suo)(suo)述纖芯氣泡(pao)光(guang)纖與所(suo)(suo)述光(guang)纖光(guang)柵(zha)熔接(jie)在一起用于對溫度(du)和溶(rong)液(ye)折射率進行同時測量。

優選地，所述增益光(guang)(guang)纖為一段摻雜稀土元素的光(guang)(guang)纖。

本發明將纖(xian)芯氣泡(pao)(pao)光(guang)(guang)纖(xian)和(he)(he)光(guang)(guang)纖(xian)光(guang)(guang)柵熔(rong)接在一(yi)起，由于光(guang)(guang)纖(xian)光(guang)(guang)柵和(he)(he)纖(xian)芯氣泡(pao)(pao)光(guang)(guang)纖(xian)具有不同(tong)的溫度和(he)(he)溶(rong)液折(zhe)射率(lv)傳感靈(ling)敏(min)度，實現了同(tong)時對溫度以及溶(rong)液折(zhe)射率(lv)進行測量。

應(ying)當(dang)理解(jie)，前述(shu)大體(ti)的描述(shu)和(he)后續(xu)詳盡的描述(shu)均(jun)為示(shi)例性說明和(he)解(jie)釋，并不應(ying)當(dang)用(yong)作(zuo)對本(ben)發明所要求保護內容(rong)的限制。

附圖說明

參考隨附的(de)附圖(tu)，本(ben)發明(ming)更(geng)多的(de)目的(de)、功能和優點將通(tong)過本(ben)發明(ming)實(shi)施(shi)方式的(de)如下描述得(de)以闡(chan)明(ming)，其(qi)中(zhong)：

圖1示(shi)意(yi)性示(shi)出了(le)本(ben)發明利用纖芯氣泡光纖同(tong)時測量溫度和(he)溶液(ye)折射(she)率(lv)的流程圖；

圖2示(shi)出了本(ben)發明纖芯氣泡光纖熔(rong)接的示(shi)意(yi)圖；

圖(tu)(tu)3示(shi)出了本發明一個實施例中纖芯氣泡光(guang)纖與(yu)光(guang)纖光(guang)柵熔接對溫度和溶液(ye)折射(she)率標定的示(shi)意圖(tu)(tu)；

圖4示出了本發明(ming)纖(xian)(xian)芯(xin)氣泡光纖(xian)(xian)的波長漂移(yi)示意圖；

圖5示(shi)出了本發明(ming)與光(guang)纖光(guang)柵的(de)波長漂移示(shi)意(yi)圖。

具體實施方式

通過參(can)考示(shi)范性實(shi)(shi)施例(li)，本(ben)發明的(de)(de)目的(de)(de)和功能(neng)以及用(yong)于(yu)實(shi)(shi)現這些目的(de)(de)和功能(neng)的(de)(de)方法(fa)將(jiang)得以闡(chan)明。然而，本(ben)發明并(bing)不(bu)受限于(yu)以下所(suo)公(gong)開(kai)的(de)(de)示(shi)范性實(shi)(shi)施例(li)；可以通過不(bu)同形式來(lai)對(dui)其加(jia)以實(shi)(shi)現。說明書的(de)(de)實(shi)(shi)質僅僅是幫助相關領(ling)域(yu)技術人(ren)員綜合理解本(ben)發明的(de)(de)具體細節。

在下文(wen)中(zhong)，將(jiang)參考附圖描述(shu)本發(fa)明(ming)(ming)的(de)(de)(de)實施(shi)例(li)。在附圖中(zhong)，相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)附圖標記代表(biao)相(xiang)同(tong)或類(lei)似的(de)(de)(de)部件，或者相(xiang)同(tong)或類(lei)似的(de)(de)(de)步驟。在下文(wen)實施(shi)例(li)中(zhong)，對本發(fa)明(ming)(ming)的(de)(de)(de)一種利用(yong)纖(xian)(xian)芯(xin)氣泡光(guang)纖(xian)(xian)同(tong)時(shi)測(ce)量(liang)溫度和溶(rong)(rong)液(ye)折(zhe)射(she)率(lv)(lv)的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)做詳細說明(ming)(ming)的(de)(de)(de)過程中(zhong)，一些相(xiang)關的(de)(de)(de)技術術語(yu)應當是(shi)本領域技術人員所(suo)能夠理解的(de)(de)(de)。為了(le)清楚的(de)(de)(de)說明(ming)(ming)本發(fa)明(ming)(ming)的(de)(de)(de)內容，在如(ru)下實施(shi)例(li)中(zhong)給出了(le)本發(fa)明(ming)(ming)利用(yong)纖(xian)(xian)芯(xin)氣泡光(guang)纖(xian)(xian)同(tong)時(shi)測(ce)量(liang)溫度和溶(rong)(rong)液(ye)折(zhe)射(she)率(lv)(lv)的(de)(de)(de)具(ju)體流程。如(ru)圖1所(suo)示本發(fa)明(ming)(ming)利用(yong)纖(xian)(xian)芯(xin)氣泡光(guang)纖(xian)(xian)同(tong)時(shi)測(ce)量(liang)溫度和溶(rong)(rong)液(ye)折(zhe)射(she)率(lv)(lv)的(de)(de)(de)流程圖，具(ju)體地，利用(yong)纖(xian)(xian)芯(xin)氣泡光(guang)纖(xian)(xian)同(tong)時(shi)測(ce)量(liang)溫度和溶(rong)(rong)液(ye)折(zhe)射(she)率(lv)(lv)的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)，所(suo)述(shu)方(fang)法(fa)包括如(ru)下步驟：

步驟S101：熔接(jie)纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)氣泡(pao)光纖(xian)(xian)(xian)，在(zai)兩段(duan)光纖(xian)(xian)(xian)端面(mian)進行刻槽(cao)處理；將所(suo)述兩段(duan)經過刻槽(cao)的(de)(de)光纖(xian)(xian)(xian)帶有刻槽(cao)的(de)(de)端面(mian)相(xiang)互熔接(jie)，熔接(jie)的(de)(de)兩端面(mian)刻槽(cao)相(xiang)互對應，所(suo)述熔接(jie)過程中(zhong)刻槽(cao)發生膨脹(zhang)，纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)位置產生氣泡(pao)，得到纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)氣泡(pao)光纖(xian)(xian)(xian)；

步驟(zou)S102：溫度(du)和(he)溶液折(zhe)射(she)率(lv)(lv)標(biao)定(ding)，將所述纖芯氣泡(pao)光纖與(yu)光纖光柵熔(rong)接，進(jin)行(xing)溫度(du)標(biao)定(ding)和(he)溶液折(zhe)射(she)率(lv)(lv)標(biao)定(ding)；

步驟S103：擬合(he)曲(qu)線，采集纖(xian)芯氣泡(pao)(pao)光(guang)纖(xian)與(yu)(yu)光(guang)纖(xian)光(guang)柵的波長漂移(yi)量(liang)，擬合(he)纖(xian)芯氣泡(pao)(pao)光(guang)纖(xian)與(yu)(yu)光(guang)纖(xian)光(guang)柵的波長漂移(yi)量(liang)隨溫度和溶液折射率變化量(liang)的關系曲(qu)線；

步驟(zou)S104：溫(wen)度(du)和溶(rong)液(ye)折(zhe)射率同時(shi)測量，利用步驟(zou)S103的關系曲線對(dui)待測環境中的溫(wen)度(du)和溶(rong)液(ye)折(zhe)射率同時(shi)測量。

纖芯氣泡光纖的熔接

如(ru)圖2所(suo)(suo)(suo)示本發明纖(xian)(xian)芯(xin)(xin)氣(qi)泡(pao)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)熔(rong)接(jie)的(de)(de)(de)(de)示意(yi)圖100，首先選取兩(liang)段(duan)(duan)(duan)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)，所(suo)(suo)(suo)述(shu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)包(bao)括包(bao)層101和(he)纖(xian)(xian)芯(xin)(xin)102，在兩(liang)段(duan)(duan)(duan)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)一個端(duan)面(mian)分別進行刻(ke)槽處(chu)理，將所(suo)(suo)(suo)述(shu)兩(liang)段(duan)(duan)(duan)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)帶(dai)有刻(ke)槽的(de)(de)(de)(de)端(duan)面(mian)相(xiang)互熔(rong)接(jie)，熔(rong)接(jie)的(de)(de)(de)(de)兩(liang)端(duan)面(mian)刻(ke)槽相(xiang)互對應，所(suo)(suo)(suo)述(shu)熔(rong)接(jie)過程中(zhong)刻(ke)槽發生膨脹，纖(xian)(xian)芯(xin)(xin)位置產生氣(qi)泡(pao)103，得到纖(xian)(xian)芯(xin)(xin)氣(qi)泡(pao)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)；光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)路在纖(xian)(xian)芯(xin)(xin)氣(qi)泡(pao)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)纖(xian)(xian)芯(xin)(xin)102傳(chuan)播過程中(zhong)經過纖(xian)(xian)芯(xin)(xin)氣(qi)泡(pao)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)的(de)(de)(de)(de)氣(qi)泡(pao)103處(chu)實現干涉(she)。優選地，選擇手(shou)動調節(jie)熔(rong)接(jie)機參(can)數，將兩(liang)段(duan)(duan)(duan)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)帶(dai)有刻(ke)槽的(de)(de)(de)(de)端(duan)面(mian)對應對齊，通過放電熔(rong)接(jie)完成兩(liang)段(duan)(duan)(duan)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)熔(rong)接(jie)。本實施例(li)中(zhong)，優選相(xiang)互熔(rong)接(jie)的(de)(de)(de)(de)兩(liang)段(duan)(duan)(duan)段(duan)(duan)(duan)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)長度一致(zhi)。

溫度和溶液折射率的標定

將(jiang)熔接好的(de)帶有(you)氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)的(de)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)芯氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)與(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵進行熔接。如圖3所示本發明一(yi)個實(shi)施例(li)(li)中(zhong)(zhong)(zhong)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)芯氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)與(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵熔接對溫(wen)(wen)度和(he)溶液折射率標定的(de)示意圖200，搭(da)建測(ce)量系統，所述測(ce)量通過光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)204系統依次連接泵(beng)浦光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源201、波分復用器202、增益(yi)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)203、第一(yi)單(dan)模(mo)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)205、纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)芯氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)206、光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵208、第二單(dan)模(mo)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)209纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)、光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)210和(he)溫(wen)(wen)度控制器207。纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)芯氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)206與(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵208置于可以控制溫(wen)(wen)度和(he)折射率變化(hua)的(de)溶液211中(zhong)(zhong)(zhong)。在一(yi)些實(shi)施例(li)(li)中(zhong)(zhong)(zhong)，增益(yi)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)203優選摻雜稀(xi)土元素的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)。

將(jiang)所(suo)述纖芯氣泡光纖206與所(suo)述光纖光柵208熔接在(zai)一(yi)起置于(yu)溫(wen)度和(he)溶(rong)液(ye)折射(she)(she)率(lv)均(jun)為(wei)可控的(de)溶(rong)液(ye)211中(zhong)對(dui)溶(rong)液(ye)211的(de)溫(wen)度的(de)變化(hua)量與折射(she)(she)率(lv)變化(hua)量進行標定。具(ju)體地，標定過程的(de)步驟如下：

步驟1：將(jiang)熔接后的纖芯氣泡光纖206與(yu)光纖光柵(zha)208置于可控(kong)溫度變(bian)化和折射率(lv)變(bian)化的溶液211中；

步(bu)驟2：以纖芯氣泡光(guang)纖206與光(guang)纖光(guang)柵208的波(bo)谷作為(wei)采樣點，逐(zhu)漸改變環(huan)境中溫度的大小(xiao)，同時改變溶液211的溶液折(zhe)射(she)率，記(ji)錄梳狀譜移(yi)動的長度。

在(zai)上述標定過(guo)程中，環境(jing)中的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)通過(guo)溫(wen)度(du)(du)控制器207對(dui)環境(jing)的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)逐(zhu)漸增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)，同(tong)(tong)時逐(zhu)漸增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)溶(rong)液(ye)(ye)211的(de)(de)(de)濃度(du)(du)。應當理(li)解的(de)(de)(de)是，對(dui)于標定過(guo)程中環境(jing)的(de)(de)(de)改變(bian)可以(yi)選擇逐(zhu)漸降(jiang)低(di)環境(jing)中的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)大(da)(da)小(xiao)(xiao)和(he)溶(rong)液(ye)(ye)折(zhe)射率的(de)(de)(de)大(da)(da)小(xiao)(xiao)、增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)環境(jing)中溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)大(da)(da)小(xiao)(xiao)同(tong)(tong)時降(jiang)低(di)溶(rong)液(ye)(ye)折(zhe)射率的(de)(de)(de)大(da)(da)小(xiao)(xiao)、降(jiang)低(di)環境(jing)中溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)大(da)(da)小(xiao)(xiao)同(tong)(tong)時增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)溶(rong)液(ye)(ye)折(zhe)射率的(de)(de)(de)大(da)(da)小(xiao)(xiao)多(duo)種方式的(de)(de)(de)一(yi)種或多(duo)種。溶(rong)液(ye)(ye)折(zhe)射率的(de)(de)(de)改變(bian)可以(yi)選擇改變(bian)溶(rong)液(ye)(ye)離子(zi)半徑、增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)溶(rong)液(ye)(ye)的(de)(de)(de)濃度(du)(du)或降(jiang)低(di)溶(rong)液(ye)(ye)的(de)(de)(de)濃度(du)(du)。

在(zai)本(ben)發(fa)明中，由(you)于纖(xian)(xian)(xian)芯氣泡光(guang)纖(xian)(xian)(xian)和光(guang)纖(xian)(xian)(xian)光(guang)柵具(ju)有不(bu)同的溫(wen)度和溶液(ye)折射率傳感靈(ling)敏度，纖(xian)(xian)(xian)芯氣泡光(guang)纖(xian)(xian)(xian)與光(guang)纖(xian)(xian)(xian)光(guang)柵在(zai)溫(wen)度和溶液(ye)折射率改(gai)變的情況下產生不(bu)同的的波(bo)長(chang)漂(piao)移量。

本實施例(li)中，通過(guo)對(dui)溫度和溶液折射率(lv)改變的(de)情況下采集(ji)到纖(xian)芯氣泡(pao)光(guang)纖(xian)與光(guang)纖(xian)光(guang)柵的(de)波(bo)長(chang)漂移量(liang)，進而擬合用于測量(liang)溫度和溶液折射率(lv)同時變化的(de)曲線。本實施例(li)的(de)下文中，具體說明曲線擬合的(de)方法。

曲線的擬合

在本實施例上述過程中，對溫度和溶液折射率的改變進行記錄，得到溫度的變化量ΔT；溶液折射率的變化量Δh。如圖4所示本發明纖芯氣泡光纖的波長漂移示意圖，如圖5所示本發明光纖光柵的波長漂移示意圖，采集記錄的梳狀譜移動的長度，得到纖芯氣泡光纖的波長漂移量Δλ₁；光纖光柵的波長漂移量Δλ₂。

計算靈敏度曲線的斜率，得到纖芯氣泡光纖和光纖光柵的溫度靈敏度K_T1、K_T2；纖芯氣泡光纖和光纖光柵的溶液折射率靈敏度K_n1、K_n2。經過矩陣(zhen)計算得到(dao)纖(xian)芯(xin)氣(qi)泡光纖(xian)和光纖(xian)光柵的波長漂(piao)移量滿足如下關系：

對上述公式(1)得(de)到關系進行矩陣轉置計算得(de)到：

其中，其中Δλ₁、Δλ₂分別為纖芯氣泡光纖和光纖光柵的波長漂移量；ΔT、Δn分別為溫度和溶液折射率的變化量；K_T1、K_T2分別為纖芯氣泡光纖和光纖光柵的溫度靈敏度；K_n1、K_n2分別為纖芯氣泡光纖和光纖光柵的溶液折射率靈敏度；D＝K_T1K_n2-K_T2K_n1。

溫度和溶液折射率的同時測量

本實施例以溫度和溶液折射率均變化的環境中說明本發明的溫度和溶液折射率的同時測量。將所述測量系統的纖芯氣泡光纖與光纖光柵置于溫度和溶液折射率同時變化的環境中，以纖芯氣泡光纖與光纖光柵的波谷作為采樣點，記錄纖芯氣泡光纖與光纖光柵的梳狀譜移動的長度，從而得到纖芯氣泡光纖與光纖光柵的波長漂移量。這里以纖芯氣泡光纖波長漂移量Δλ₁為例，光纖光柵傳感器波長漂移量Δλ₂為例。

由公式直接讀取溫(wen)度(du)和溶(rong)液(ye)折(zhe)(zhe)射率的變化量(liang)，從而(er)實現溫(wen)度(du)和溶(rong)液(ye)折(zhe)(zhe)射率的同時測量(liang)。

本發明將纖(xian)芯氣泡光(guang)(guang)纖(xian)和(he)光(guang)(guang)纖(xian)光(guang)(guang)柵(zha)熔接在一起，由于(yu)光(guang)(guang)纖(xian)光(guang)(guang)柵(zha)和(he)錯位(wei)干涉結構具有不(bu)同的(de)溫(wen)度和(he)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)折(zhe)射(she)(she)率(lv)(lv)傳感靈(ling)敏度，纖(xian)芯氣泡光(guang)(guang)纖(xian)與光(guang)(guang)纖(xian)光(guang)(guang)柵(zha)在溫(wen)度和(he)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)折(zhe)射(she)(she)率(lv)(lv)改變的(de)情(qing)況下產生不(bu)同的(de)的(de)波長漂(piao)移量，實現同時(shi)對溫(wen)度以及(ji)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)折(zhe)射(she)(she)率(lv)(lv)進行測量。

結合(he)這里披(pi)露的本發(fa)明(ming)的說(shuo)明(ming)和實(shi)踐，本發(fa)明(ming)的其他實(shi)施例(li)對于(yu)本領域技術(shu)人員都是易于(yu)想到和理(li)解的。說(shuo)明(ming)和實(shi)施例(li)僅被(bei)認(ren)為是示例(li)性的，本發(fa)明(ming)的真(zhen)正范圍和主旨(zhi)均由權利(li)要求所限定。