[發明專利]光纖氫氣傳感器

有效

• 申請號: 201410160731.2
• 申請日: 2014-04-21
• 公開（公告）號: CN103940780A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 王閔;許明耀;孫運周
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: G01N21/45
• 分類號: G01N21/45
• 代理公司: 深圳市興科達知識產權代理有限公司 44260
• 代理人: 王詩捷

1.一種光纖氫氣傳感器，其特征在于，包括第一光纖、第二光纖和氫敏感膜，其中，所述第一光纖包括光纖微腔結構和微型進氣孔，所述光纖微腔結構形成在所述第一光纖的末端，所述微型進氣孔從所述第一光纖的末端表面延伸到所述光纖微腔結構內部，所述第二光纖連接到所述第一光纖的末端，且其端面覆蓋所述光纖微腔結構的開口，所述氫敏感膜設置在所述光纖微腔結構的內壁。

2.如權利要求1所述的光纖氫氣傳感器，其特征在于，所述光纖微腔結構為沿所述第一光纖的纖芯開設的微型腔體，所述微型腔體作為收容氫氣的微氣室。

3.如權利要求2所述的光纖氫氣傳感器，其特征在于，所述第一光纖和所述第二光纖分別作為入射光纖和反射光纖，且在所述光纖微腔結構所在的區域，所述第一光纖的纖芯被完全移除；所述光纖微腔結構的底面作為第一反射面，而所述第二光纖的端面作為第二反射面，所述光纖微腔結構和所述第一反射面及所述第二反射面構成一個法布里-珀羅干涉腔。

4.如權利要求3所述的光纖氫氣傳感器，其特征在于，所述第二光纖的端面還設置有高反射膜。

5.如權利要求1所述的光纖氫氣傳感器，其特征在于，所述第一光纖和所述第二光纖分別作為入射光纖和透射光纖，且在所述光纖微腔結構所在的區域，所述第一光纖的纖芯只被部分移除，而另一部分纖芯保留；其中，所述第一光纖的入射光一部分直接通過所述第一光纖保留的纖芯而生成第一透射光，而另一部分通過所述光纖微腔結構而生成第二透射光，并與所述第一透射光形成馬赫-曾德干涉。

6.一種氫氣濃度檢測系統，其特征在于，包括光源、光譜儀和如權利要求1至5中任一項所述的光纖氫氣傳感器，其中所述光源和所述光譜儀分別耦合到所述光纖氫氣傳感器。

7.一種光纖氫氣傳感器的制作方法，其特征在于，包括：

提供第一光纖，并在所述第一光纖的末端形成光纖微腔結構；

在所述光纖微腔結構的內壁形成氫敏感膜；

在所述第一光纖的末端制作微型進氣孔，所述微型進氣孔從所述第一光纖的表面延伸到所述光纖微腔結構；

提供第二光纖，并將所述第二光纖與所述第一光纖的末端相互熔接，以使所述第二光纖的端面覆蓋所述第一光纖的末端的光纖微腔結構。

8.如權利要求7所述的光纖氫氣傳感器的制作方法，其特征在于，所述光纖微腔結構是采用飛秒激光微加工工藝或者深紫外激光微加工工藝在所述第一光纖的末端沿所述第一光纖的纖芯方向加工而成。

9.如權利要求7所述的光纖氫氣傳感器的制作方法，其特征在于，所述氫敏感膜是采用磁控濺射工藝或者真空鍍膜工藝在所述光纖微腔結構的內壁制作而成。

10.如權利要求7所述的光纖氫氣傳感器的制作方法，其特征在于，所述微型進氣孔是采用飛秒激光微加工工藝或者深紫外激光微加工工藝在所述第一光纖的末端表面沿與所述第一光纖的纖芯相垂直的方向加工而成。