[發明專利]基于消逝場原理聚合物光纖隨機激光傳感測試方法

有效

• 申請號: 201810043509.2
• 申請日: 2018-01-17
• 公開（公告）號: CN108287146B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 胡志家;陳先先;李亞鑫;夏江營;張俊喜;姜海明;謝康
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39;G01N21/21
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

本發明公開了一種基于消逝場原理聚合物光纖隨機激光傳感測試方法，測試涂敷過激光染料的聚合物光纖不同位置時產生的隨機激光。本發明中端面泵浦聚合物光纖側面接收隨機激光的實驗，證明了當測試聚合物光纖隨機激光接收端的位置與泵浦端面的距離增大時，隨機激光的閾值也增大。本發明中端面泵浦聚合物光纖端面接收隨機激光的實驗，證明了當測試聚合物光纖隨機激光接收端的位置與泵浦端面的距離縮小時，隨機激光的閾值基本保持不變。本發明中聚合物光纖樣品傳感實驗，證明了乙醇混合溶液的折射率增大時，聚合物光纖隨機激光的發射強度也增大，并可將這一特性應用在光纖傳感領域。本發明在研究消逝場影響下的聚合物光纖隨機激光特性方面具有重要意義。

技術領域

本發明涉及光纖隨機激光測量方法領域，具體是一種基于消逝場原理聚合物光纖隨機激光傳感測試方法。

背景技術

隨機激光不同于傳統的激光，其不需要傳統激光器所需要的反射鏡構成的諧振腔，它只依賴增益介質和無序散射介質獲得反饋和光放大。自從Letokhov在理論上提出隨機激光以來，隨機激光就被廣泛的研究并且應用。隨機激光沒有確定的光學諧振腔，這也就導致了發射光譜的不可預知性。為了提高隨機激光的效率和控制隨機激光的方向，人們利用光纖的一維束縛作用得到高效率、低閾值以及有方向性的隨機激光，稱之為光纖隨機激光。

而光波是一種電磁波，根據光的波動原理，當光波入射到纖芯與包層的分界面時，一部分光會透入包層一定的深度，并產生一種沿徑向呈指數衰減的消逝波，從而形成消逝場。利用消逝場原理制成的傳感器是一種功能型光纖傳感器,其核心器件是一個傳感光纖探頭, 當消逝場與具有吸收性質的被測物質發生作用引起能量吸收時,表現為光纖輸出的光強減弱，因此通過測量輸出光強的大小就可以反推出待測物質的具體被測信息，這就是光纖消逝場傳感器的探測原理。光纖消逝場傳感器具有響應速度快、體積小、試劑耗量小以及抗電磁干擾能力強等突出優點,特別是基于消逝場吸收與熒光激發的光纖消逝場傳感器結構簡單、抗酸堿腐蝕能力強、空間適應性好而且成本較低，作為一個多學科交叉新興的應用技術具有廣闊的應用前景。聚合物光纖由于其柔性好、低成本、易于處理、較大的數值孔徑受到了很多的關注。它們已經被應用在各種各樣的領域，例如光纖傳感器、短距離數據傳輸和照明設備。隨著聚合物光纖的發展，研究人員主要將工作集中在有源聚合物光纖放大器和激光器領域，因此隨機激光有望用于激光成像、光纖傳感和通訊等一些鄰域。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于消逝場原理聚合物光纖隨機激光傳感測試方法，用以獲取聚合物光纖不同位置時的隨機激光，并檢測聚合物樣品在不同折射率溶液中的傳感特性。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

基于消逝場原理聚合物光纖隨機激光傳感測試方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）、調配涂敷層物料：

選擇聚甲基丙烯酸甲酯或者甲基丙烯酸芐酯、丙酮溶液和激光染料為原料配置涂覆層物料，聚甲基丙烯酸甲酯的質量為丙酮質量的10%-20%，激光染料的質量為聚甲基丙烯酸甲酯質量的3%-5%，并將聚甲基丙烯酸甲酯溶解在丙酮溶液中，再將激光燃料溶解在丙酮溶液中，調配出涂覆層物料；

（2）、將涂敷層物料涂敷至待測聚合物光纖表面：

用膠頭滴管吸取涂覆層物料并保持水平，將待測聚合物光纖樣品緩慢伸入膠頭滴管中并勻速抽出，使涂敷層物料涂敷附著在待測聚合物光纖樣品表面，然后再將涂敷過物料后的待測聚合物光纖樣品自然干燥，其中待測聚合物光纖樣品的材料為聚甲基丙烯酸甲酯；

（3）、聚合物光纖樣品隨機測試：