[實用新型]基于石墨烯薄膜光纖微腔的光照強度探測器

有效

• 申請號: 201721614618.2
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN207622866U
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 楊玉強;趙玉欣;胡裴龍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種基于石墨烯薄膜光纖微腔的光照強度探測器，它涉及一種光照強度探測系統。本實用新型解決了現有的光功率計的探頭較小，只能用于方向性非常強的小光斑激光光強測量的缺陷。本實用新型的光照強度探測系統利用太陽能板接收光源輻射的能量，將光能轉化為電能，電能以電流的形式經過石墨烯薄膜時產生焦耳熱，石墨烯薄膜在焦耳熱的作用下收縮導致光纖微腔的腔長變化，光電探測器的輸出電壓隨之變化。本實用新型的光照強度探測系統不僅可以用來測量大面積發光物體和方向性不強的光源的光強度，同時可以大大提高光強測量靈敏度。本實用新型用于光照強度探測技術領域。

技術領域

本發明涉及到一種基于石墨烯薄膜光纖微腔的光照強度探測技術，具體涉及一種用于光照強度探測的器，屬于光照強度探測技術領域。

背景技術

傳統的光照強度探測器大多利用光功率計來實現對光強度的測量，但是由于光功率計的探頭的尺寸較小，一般僅有10mm*10mm，那么，當利用光功率計來測量光源光照的強度時，就需要對光源光照的方向性和光源光斑的大小提出較高的要求；同時，傳統的光照強度探測器的探測靈敏度也相對較低。所以，市場上迫切需要一種光照強度探測的器，并且這種光照強度探測器的使用，在不受限于光源光斑大小和光源方向性的同時，應該可以大大提高探測的靈敏度。

發明內容

在下文中給出了關于本發明的簡要概述，以便提供關于本發明的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本發明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發明的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本發明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。

本發明的目的是為解決傳統光照強度探測器存在的僅能用于方向性非常強的小光斑激光光強測量的缺陷及光照強度測量靈敏度不高的問題。

本發明為解決上述問題采取的技術方案是：一種基于石墨烯薄膜光纖微腔的光照強度探測器，包括DFB激光器、光纖耦合器、傳感頭、太陽能板和光電探測器，其中：

所述傳感頭由光纖微腔和金屬電極構成；

所述光纖微腔由石墨烯薄膜、石英管和單模光纖構成，石英管的一端與所述單模光纖的一端相熔接，使得石英管內部形成一個空腔，所述石墨烯薄膜覆蓋于石英管的另一端，所述金屬電極的正極和負極通過所述石墨烯薄膜相連接；

所述太陽能板的一端通過導線與傳感頭的金屬電極的正極相連接，所述太陽能板的另一端通過導線與傳感頭的金屬電極的負極相連接；

所述DFB激光器發出的光信號經過光纖耦合器后進入傳感頭，經傳感頭反射的光信號通過光纖耦合器進入光電探測器。

本發明的有益效果是：本發明的DFB激光器發出的光經光纖耦合器進入傳感頭，然后經傳感頭反射的光通過光纖耦合器進入光電探測器，本發明的太陽能板經電線與傳感頭的金屬電極的正、負極相連，太陽能板可以接收光源輻射的能量，并將光能轉化為電能，電能以電流的形式經過石墨烯薄膜時會產生焦耳熱，而石墨烯薄膜在焦耳熱的作用下會收縮導致光纖微腔的腔長變化，進而導致光電探測器的輸出電壓隨之變化，因此通過光電探測器輸出電壓的變化，就可以探測出光源的光照強度的大小，同時，強度的測量不會受到光源光斑大小和光源方向性的限制。

根據本發明的一個方面，提供了一種基于石墨烯薄膜光纖微腔的光照強度探測器，該基于石墨烯薄膜光纖微腔的光照強度探測器包括太陽能板、傳感頭、光纖耦合器、DFB激光器、光電探測器；其中，傳感頭包括石墨烯薄膜、金屬電極、石英管、單模光纖。石英管的一端與單模光纖熔接，另一端被石墨烯薄膜覆蓋，使得石英管的內部形成光纖微腔。

進一步地，石英管的長度為50μm-200μm，石英管的內徑為20μm-80μm，石英管的外徑和單模光纖的外徑均為125μm，單模光纖的長度為50μm-200μm，單模光纖的內徑為40μm-60μm。

進一步地，光纖耦合器為1×2光纖耦合器。