[發明專利]一種藍寶石光纖高溫傳感器及其制作方法

有效

• 申請號: 201410173812.6
• 申請日: 2014-04-28
• 公開（公告）號: CN103913254B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 楊明紅;李冬文;黃楚佳;程蕓
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 胡建平

1.一種藍寶石光纖探頭，其特征在于由藍寶石光纖及在其一端依次涂覆的ZrO₂、Al₂O₃、ZrO₂三層薄膜組成；其中兩層ZrO₂膜的厚度相同，厚度在80-200nm之間，且ZrO₂膜與Al₂O₃膜的厚度比在8-50之間；所述藍寶石光纖的長度在50-100mm之間。

2.一種藍寶石光纖高溫傳感器，包括寬帶光源、耦合器、藍寶石光纖探頭、光譜儀和傳感光纖，其特征在于：

所述寬帶光源和光譜儀分別通過傳感光纖與耦合器連接，耦合器通過傳感光纖與藍寶石光纖探頭連接；其中，所述藍寶石光纖探頭為末端面依次鍍有ZrO₂、Al₂O₃、ZrO₂三層薄膜的藍寶石光纖，藍寶石光纖的另外一端與多模光纖熔接共為傳感光纖；寬帶光源發出的光通過耦合器后進入傳感光纖中，到達藍寶石光纖探頭末端膜材料產生反射，通過光譜儀測量反射光譜，得到特征干涉光譜。

3.如權利要求2所述的藍寶石光纖高溫傳感器，其特征在于所述藍寶石光纖探頭的末端ZrO₂、Al₂O₃、ZrO₂三層薄膜中兩層ZrO₂膜的厚度相同，厚度在80-200nm之間，且ZrO₂膜與Al₂O₃膜的厚度比在8-50之間。

4.如權利要求2所述的藍寶石光纖高溫傳感器，其特征在于所述的藍寶石光纖探頭中藍寶石光纖的長度在50-100mm之間。

5.如權利要求2所述的藍寶石光纖高溫傳感器，其特征在于所述的傳感光纖芯徑105μm，藍寶石光纖芯徑105μm。

6.權利要求1所述的藍寶石光纖探頭的制作方法，其特征在于包括以下步驟：

將藍寶石光纖端面依次在丙酮、乙醇和去離子水中超聲清洗；

采用南光真空鍍膜機在藍寶石光纖端面依次鍍ZrO₂、Al₂O₃、ZrO₂三層薄膜；

其中，鍍膜時，采用純度為99.99wt％以上的膜料，充入O₂氣作為反應氣體；在1×10^-2Pa的真空下，開啟公轉與烘烤，烘烤溫度250℃～300℃，待烘烤溫度與真空穩定后開啟離子源20～30min，擋板處于關閉狀態下開始對膜料進行預熔，預熔完成后開啟擋板開始蒸鍍。

7.如權利要求6所述的藍寶石光纖探頭的制作方法，其特征在于制作完成后進行熱處理，其具體過程如下：

1)在400℃條件下保溫2小時，隨爐冷至室溫；

2)在600℃條件下保溫2小時，隨爐冷至室溫；

3)在800℃條件下保溫3小時，隨爐冷至室溫；

4)在1000℃條件下保溫3小時，隨爐冷至室溫；

5)在1200℃條件下保溫4小時，隨爐冷至室溫；

6)在1400℃條件下保溫4小時，隨爐冷至室溫。