申请/专利权人：桂林电子科技大学

申请日：2024-01-08

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN117871893A

主分类号：G01P5/26

分类号：G01P5/26;G02B6/32;G02B6/02

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.30#实质审查的生效;2024.04.12#公开

摘要：本发明公开了一种全光纤微粒测速仪。其特征是：入射光4经输入光纤1进入纤端第一微透镜2形成发散光束5，高阶发散光束501传输到纤端第一微透镜外轮廓201形成全内反射光6，传输到纤端形成强汇聚光场7，在光轴上干涉形成光场交叉区域8，随后发散形成管状光场9，微粒10在光场交叉区域8内被捕获。低阶发散光束502入射到微粒10表面形成后向散射光13，传输回器件中形成汇聚后向散射光14，输出后转化为电信号，经过时频分析处理得出微粒的原运动速度。该器件可用于研究微粒及其所处的微观流体环境的相关特性，具有集成度高、应用场景广、测量范围大的特点。

主权项：1.本发明提供的是一种全光纤微粒测速仪，其特征是：该器件包括输入光纤1、纤端第一微透镜2以及纤端第二微透镜阵列3，其中输入光纤1包括包层101和纤芯102，入射光4经输入光纤1进入纤端第一微透镜2时因为衍射形成发散光束5，高阶发散光束501传输到纤端第一微透镜外轮廓201时发生全内反射，全内反射光6传输到纤端时发生折射形成强汇聚光场7，强汇聚光场7在光轴上干涉形成光场交叉区域8，随后会发散形成管状光场9，微粒10在微流通道11内随媒质12沿光轴向纤端靠近时，微粒10先后进入管状光场9和光场交叉区域8，在光场交叉区域8内突然减速为0被光学势阱捕获，低阶发散光束502通过纤端第一透镜2和纤端第二微透镜阵列3入射到微粒表面时会发生后向散射形成后向散射光13，后向散射光13通过纤端第二微透镜阵列3和纤端第一微透镜2时被汇聚形成汇聚后向散射光14，汇聚后向散射光14被输入光纤1收集输出，除此之外输入光纤1的端面和纤端第一微透镜2的端面都会反射一部分光束，因为光纤端面的位置相对于激光发射源的位置是固定的，所以光纤端面产生的反射光相位是不变的，而微粒10是运动的，微粒10相对于激光发射源的位置是变化的，所以微粒10产生的后向散射光13相位是变化的，因此通过纤端第二微透镜阵列3和纤端第一微透镜2时被汇聚形成的汇聚后向散射光14与端面反射的光束发生自混合干涉，然后将自混合干涉光信号转化为电信号，微粒10微粒靠近纤端并被光学势阱捕获的运动过程产生的后向散射光信号均可被探测到，电信号频率由于激光多普勒效应不断改变，产生多普勒频移▽f15，因此可以得出微粒的运动速度。

全文数据：

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百度查询： 桂林电子科技大学 全光纤微粒测速仪

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