[實用新型]一種光纖琺珀傳感器

有效

• 申請號: 201220482196.9
• 申請日: 2012-09-20
• 公開（公告）號: CN202748041U
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 冉曾令;李成;陳怡;左紅梅;王彥君;柳珊
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01D5/26
• 分類號: G01D5/26;G01K11/32;G01L1/24;G01L11/02;G01P15/03
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

技術領域

本實用新型屬于光纖傳感技術領域，具體涉及一種多參數測量光纖琺珀傳感器的設計。

背景技術

近年來，隨著生物、醫學、能源、環境、航天航空、軍事等領域的快速發展，對傳感器的微型化、輕量化、低能耗、耐惡劣環境能力等提出非常迫切的要求，微納傳感器已成為國際上的重大科技前沿熱點之一。激光微加工技術的迅猛發展為研究新一代微納光纖傳感器件提供了新的技術手段，因此如何應用激光等現代微納加工技術在光纖上實現各種微納功能性傳感器器件是未來光纖傳感器發展的重要趨勢。在應對各種復雜的測試環境，如航空航天等領域，對傳感器在對高溫下的特性也提出了急迫的要求，如何解決傳感器在高溫下的測量是傳感器領域中的一個十分前沿和重大的科學課題。在高溫環境下，測量溫度參數具有同樣重要的意義，如何實現傳感器在測量指定參數的同時對溫度參數的測量也是傳感器領域中的一個十分前沿和重大的科學課題。

在光纖傳感器中，作為溫度、加速度和壓力測量的傳感器主要是布拉格光纖光柵（Fiber?Bragg?Grating，FBG）和琺珀（Fabry?Perot，FP）腔干涉儀，FBG由于其溫度與其它被測量的交叉敏感性和在大應變下光譜畸變使其應用受到了較大的限制。琺珀傳感器由于溫度與其它被測量的交叉敏感性小的特點很適合溫度、加速度和壓力測量。本申請人之前在CN200810305317.0中提出了一種用激光加工可測量加速度和壓力的光纖琺珀傳感器，提供了一種光學性能好、量程可調的光纖琺珀傳感器

FBG由于其溫度與其它被測量的交叉敏感性受到了較大的限制，所以單一FBG傳感器無法實現溫度和其他參數的同時測量。琺珀傳感器由于溫度與其它被測量的交叉敏感性小的特點很適合溫度、加速度和壓力測量，但目前可實現溫度和其他參量同時測量的琺珀傳感器采用的是多個傳感器復用的方法，結構相對復雜。

實用新型內容

針對上述問題，本實用新型的一個目的是提供一種可以對溫度和壓力或者溫度和加速度同時測量的光纖琺珀傳感器。

本實用新型的技術方案為：一種光纖琺珀傳感器，包括：光纖和被接光纖，在所述光纖或/和被接光纖的端面設有微槽，所述光纖和被接光纖對接連接在一起，所述微槽形成FP腔，所述FP腔的光學發射面為平面，所述光纖琺珀傳感器的外端面加工成薄片，在所述薄片中間位置刻蝕出一個凸起的圓柱體。

進一步的，所述薄片的厚度小于60微米。

進一步的，所述圓柱體的厚度為10到30微米，直徑10到60微米。

進一步的，所述光纖和被接光纖是采用石英、聚合物、寶石或光子晶體材料制成的單模或多模光纖。

本實用新型的另一目的是提供一種上述光纖琺珀傳感器的制作方法，可以批量化制作各種量程的琺珀傳感器，具體包括如下步驟：

A.在光纖或/和被接光纖的端面加工微槽；

B.將光纖和被接光纖的端面對接在一起，所述微槽形成空氣FP腔，所述FP腔的光學反射面是端面，該端面為第一個光學反射平面；

C.將光纖或被接光纖切割一部分，使被切面形成光纖琺珀傳感器的外端面；

D.在C步驟形成的端面加工一個圓柱體，該圓柱體即為實心琺珀腔，圓柱體外端面形成第二個光學反射面。

進一步的，步驟A所述的加工是采用激光加工、飛秒激光加工、粒子束刻或電子束刻蝕。

進一步的，步驟B所述的對接采用激光熔接、電弧熔接、鍍膜對接或粘接。

進一步的，步驟C所述的切割是采用光加工、飛秒激光加工、粒子束刻蝕或電子束刻蝕。

進一步的，步驟D所述的加工是采用光加工、飛秒激光加工、粒子束刻蝕或電子束刻蝕。

本實用新型的具體工作原理：本實用新型的光纖琺珀傳感器的通過所形成的空氣琺珀腔端面受壓力或加速度的作用產生的變化實現對應壓力或加速度的測量，通過所形成的實心琺珀腔受溫度影響所產生的變化實現對溫度的測量。

本實用新型的有益效果：本實用新型的光纖琺珀傳感器實現了傳感器的簡單復用，即在一個傳感頭上制作出兩個不同的琺珀腔，通過這兩個不同的琺珀腔來實現雙參數測量，利用空氣腔對溫度不敏感的特性用其測量壓力或者加速的，同時利用實心腔對溫度的敏感特性實現對溫度的測量，通過相應的解調方法可以得到溫度和壓力或者溫度和加速度的相關參數。本實用新型采用的激光加工、飛秒激光加工、粒子束刻或電子束刻蝕加工工藝對任何種類的光纖都實用，生產效率高，可實現大規模制造。

附圖說明

圖1是實施例一、二、三中步驟2所形成的琺珀傳感器結構示意圖；