一種基于頻譜分析的半導(dǎo)體吸收式溫度傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于頻譜分析的半導(dǎo)體吸收式溫度傳感器，包括光源、光纖耦合器、探頭、第一色散棱鏡、第二色散棱鏡、第一線陣CCD、第二線陣CCD、第一放大鏡、第二放大鏡、運(yùn)算電路及連接各部分的電纜，光源連接光纖耦合器，其特征在于：光纖耦合器分別連接第一色散棱鏡和探頭，其中第一色散棱鏡連接第一線陣CCD，第一線陣CCD連接第一放大器，第一放大器連接運(yùn)算電路；探頭連接第二色散棱鏡，第二色散棱鏡連接第二線陣CCD，第二線陣CCD連接第二放大鏡，第二放大鏡連接運(yùn)算電路。本發(fā)明的有益效果在于：體積小、靈敏度高、工作可靠、容易制作，而且沒有雜散光損耗，應(yīng)用范圍廣，如可以應(yīng)用于像高壓電力裝置等特別的場(chǎng)合。
【專利說明】一種基于頻譜分析的半導(dǎo)體吸收式溫度傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及溫度傳感【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于頻譜分析的半導(dǎo)體吸收式溫度傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體光纖溫度傳感器是一種傳光型光纖溫度傳感器。所謂傳光型光纖溫度傳感器是指在光纖傳感系統(tǒng)中，光纖僅作為光波的傳輸通路，而利用其它如光學(xué)式或機(jī)械式的敏感元件來感受被測(cè)溫度的變化。這種類型的溫度傳感器主要使用數(shù)值孔徑和芯徑大的階躍型多模光纖。同時(shí)，由于它利用光纖來傳輸信號(hào)，因此它也具有光纖傳感器的電絕緣、抗電磁干擾和安全防爆等優(yōu)點(diǎn)，適用于傳統(tǒng)傳感器所不能勝任的測(cè)量場(chǎng)所。在這類傳感器中，半導(dǎo)體吸收式光纖溫度傳感器成為研究的重點(diǎn)?，F(xiàn)有的此類吸收式光纖溫度傳感器在體積、靈敏度、可靠性及雜散光損耗等方面做的還不夠完善，限制了它的應(yīng)用范圍。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種基于頻譜分析的半導(dǎo)體吸收式溫度傳感器，這種溫度傳感器體積小、靈敏度高、工作可靠、容易制作，而且沒有雜散光損耗，可以應(yīng)用于像高壓電力裝置等特別的場(chǎng)合。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種基于頻譜分析的半導(dǎo)體吸收式溫度傳感器，包括光源、光纖耦合器、探頭、第一色散棱鏡、第二色散棱鏡、第一線陣CCD、第二線陣CCD、第一放大鏡、第二放大鏡、運(yùn)算電路及連接各部分的電纜，光源連接光纖耦合器，其特征在于:光纖耦合器分別連接第一色散棱鏡和探頭，其中第一色散棱鏡連接第一線陣CCD，第一線陣CCD連接第一放大器，第一放大器連接運(yùn)算電路；探頭連接第二色散棱鏡，第二色散棱鏡連接第二線陣CCD，第二線陣CXD連接第二放大鏡，第二放大鏡連接運(yùn)算電路。
[0006]所述探頭以GaAs片作為探測(cè)用半導(dǎo)體，用兩個(gè)FC/PC探頭夾將其夾住并用法蘭固定，GaAs片的厚度為150 μ m,使用面積為14mm X14mm。
[0007]本發(fā)明采用半導(dǎo)體材料GaAs片作為溫度探測(cè)傳感器。半導(dǎo)體材料的禁帶寬度會(huì)隨著溫度的變化而發(fā)生變化，其吸收光譜會(huì)隨著禁帶寬度的變化而發(fā)生變化。在20~927K的溫度范圍內(nèi)，半導(dǎo)體材料的禁帶能量Eg與溫度T的關(guān)系如下式所示:
[0008]Eg(T) = Eg (O)-YT2/(Τ+β)(I)
[0009]式中R為半導(dǎo)體材料入射面的反射率；1。為入射光強(qiáng)。則可以推出對(duì)于厚度為I的半導(dǎo)體其光強(qiáng)為(不考慮薄膜干涉):




I
[0010] I(T) = /0(1-R)exp{-ar0[hv-Eg(O) +fT21(Τ + β)y?}( 2 )
[0011]使用光源光波長為840nm,普帶寬度為60nm,設(shè)相干長度為I,有公式:
【權(quán)利要求】
1.一種基于頻譜分析的半導(dǎo)體吸收式溫度傳感器，包括光源、光纖耦合器、探頭、第一色散棱鏡、第二色散棱鏡、第一線陣CCD、第二線陣CCD、第一放大鏡、第二放大鏡、運(yùn)算電路及連接各部分的電纜，光源連接光纖耦合器，其特征在于:光纖耦合器分別連接第一色散棱鏡和探頭，其中第一色散棱鏡連接第一線陣CCD，第一線陣CCD連接第一放大器，第一放大器連接運(yùn)算電路；探頭連接第二色散棱鏡，第二色散棱鏡連接第二線陣CCD，第二線陣CCD連接第二放大鏡，第二放大鏡連接運(yùn)算電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于頻譜分析的半導(dǎo)體吸收式溫度傳感器，其特征在于:所述探頭以GaAs片作為探測(cè)用半導(dǎo)體，用兩個(gè)FC/PC探頭夾將其夾住并用法蘭固定，GaAs片的厚度為150 μ m，使用面積為14mmX14mm。
【文檔編號(hào)】G01K11/32GK103776562SQ201110459320
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月30日
【發(fā)明者】陳宇飛 申請(qǐng)人:上海華魏光纖傳感技術(shù)有限公司