[發明專利]一種用于檢測微納光纖直徑的傳感器及其制作方法

有效

• 申請號: 201810326884.8
• 申請日: 2018-04-12
• 公開（公告）號: CN108426533B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 劉彬;梁紅勤;劉娟;萬生鵬;何興道;李國琴
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: G01B11/08
• 分類號: G01B11/08
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 張文杰

本發明提供的一種用于檢測微納光纖直徑的傳感器，包括寬帶光源、第一連接光纖、D型光纖、第二連接光纖和光譜分析儀；所述寬帶光源、所述第一連接光纖、所述D型光纖、所述第二連接光纖和所述光譜分析儀依次連接，所述微納光纖與所述D型光纖接觸；所述D型光纖是通過將光纖沿軸向切除包層形成截面為D型拋磨面的光纖結構，所述微納光纖與所述D型拋磨面的平坦區域接觸，所述微納光纖通過將單模或多模光纖拉錐制備得到。本發明提供的傳感器，采用D型光纖作為外部耦合器件來激發WGM，D型結構比較穩定，更容易引出倏逝波，將光耦合到待測微納光纖中，形成WGM共振，當微納光纖直徑變化時，引起WGM共振的FSR變化，從而實現對微納光纖直徑的檢測。

技術領域

本發明涉及光纖傳感技術領域，尤其涉及一種用于檢測微納光纖直徑的傳感器及其制作方法。

背景技術

光纖作為新一代短距離光傳輸介質，以其制造簡單、價格便宜、接續快捷等特點，逐漸成為局域網中短距離通信、有線電視網、室內計算機之間的光傳輸介質。影響光纖性能的因素是多方面的，而光纖直徑的均勻性是其中很重要的因素，要保證拉制出的光纖直徑均勻，就必須有完備的測控方法。目前國內外提出的直徑測量很多方法，例如：(1)顯微鏡直讀法。(2)圖像剪切法。(3)后向散射法，(4)CCD非接觸測量法。這些方法大多依賴操作者的主觀性而產生誤差，且成本較高，結構復雜，不利于大量推廣。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明通過了一種用于檢測微納光纖直徑的傳感器，所述傳感器包括寬帶光源、第一連接光纖、D型光纖、第二連接光纖和光譜分析儀；所述寬帶光源、所述第一連接光纖、所述D型光纖、所述第二連接光纖和所述光譜分析儀依次連接，所述微納光纖與所述D型光纖接觸。

其中，所述D型光纖是通過將光纖沿軸向切除包層形成截面為D型拋磨面的光纖結構，所述微納光纖與所述D型拋磨面的平坦區域接觸。

其中，所述D型光纖中，D型拋磨面與纖芯的最短垂直距離為0～2μm。

其中，所述第一連接光纖和所述第二連接光纖為單模光纖。

其中，所述D型光纖為單模光纖。

其中，所述微納光纖通過將單模光纖拉錐制備得到。

其中，所述微納光纖通過將多模光纖拉錐制備得到。

其中，所述微納光纖的直徑為1～130μm。

本發明第二方面提供了一種用于檢測微納光纖直徑的傳感器的制作方法，包括以下步驟：

A、首先在單模光纖中間位置沿軸向切除包層形成截面為D型拋磨面的光纖結構，制備得到D型光纖，所述D型光纖兩端分別為第一連接光纖和第二連接光纖，將單模光纖或多模光纖進行拉錐，制備得到微納光纖；

B、再將所述D型光纖懸空固定在載玻片表面，在所述D型拋磨面平坦區域放置所述微納光纖，通過定位臺控制所述D型光纖拋磨面平坦區域與所述微納光纖接觸，直到在D型光纖的透射光譜中清楚觀察到光學回音壁共振，以達到最大的光耦合效率；

C、最后所述第一連接光纖與寬帶光源連接，所述第二連接光纖與光譜分析儀連接，使所述寬帶光源發出的光依次通過所述第一連接光纖、與所述微納光纖接觸的所述D型光纖和所述第二連接光纖，入射到所述光譜分析儀上。

其中，所述D型光纖中，D型拋磨面與纖芯的最短垂直距離為0～2μm。

倏逝波是指當一束光從光密介質入射到光疏介質時，在滿足全反射的條件下，光能全部返回到光密介質中，但入射光在光疏介質中產生的電磁波并不完全消失，而是要穿透一個波長的深度，再沿著界面繼續傳播大約有半個波長的距離再返回光密介質，我們稱進入光疏介質的波為倏逝波(消逝波或衰逝波)。