[發明專利]一種光纖探針傳感器及制備方法

有效

• 申請號: 201911293047.0
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN111141685B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 林啟敬;張福政;蔣莊德;韓楓;楊萍;李磊
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李曉曉

1.一種光纖探針傳感器，其特征在于，包括前端為錐形結構的光纖，光纖的錐形結構側壁設有沿光纖徑向設置的開口槽，開口槽與光纖纖芯連通，開口槽下表面涂覆有待檢測參量敏感材料層，光纖的錐形結構側壁沿光纖軸線方向設有三個開口槽，各開口槽下表面涂覆的待檢測參量敏感材料層不同，其中一個采用碳系復合物溫敏感材料作為溫度敏感材料。

2.根據權利要求1所述的一種光纖探針傳感器，其特征在于，開口槽沿垂直于開口槽方向界面為邊矩形、梯形和中心矩形。

3.一種光纖探針傳感器制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1）、對去掉涂覆層的光纖進行電極加熱拉錐形成光纖錐結構；

步驟2）、通過腐蝕方法對光纖錐結構進行化學腐蝕，得到前端為錐形結構的光纖尖端結構；

步驟3）、通過聚焦離子束對光纖尖端結構進行腔體刻蝕形成開口槽結構，具體采用三次重復刻蝕，第一次設定離子束電流為2.8nA-21nA，得到粗加工的開口槽，第二次設定離子束電流為0.28nA-0.92nA，對開口槽表面進行精加工，第三次設定離子束電流為1.5pA-93pA，進一步平整腔體表面以及去除因電荷吸附積聚在腔體表面的雜質；

步驟4）、最后在光纖尖端結構的開口槽下表面涂覆待檢測參量敏感材料層，制備得到多參量測量的光纖探針傳感器。

4.根據權利要求3所述的一種光纖探針傳感器制備方法，其特征在于，去除光纖表面涂覆層，然后對去掉涂覆層的光纖除污清洗，然后采用光纖熔接機對去除涂覆層段的光纖進行電極加熱拉錐，直至拉斷，初步形成光纖錐結構。

5.根據權利要求3所述的一種光纖探針傳感器制備方法，其特征在于，具體采用無水乙醇對去掉涂覆層的光纖除污清洗。

6.根據權利要求4所述的一種光纖探針傳感器制備方法，其特征在于，步驟2）得到的前端為錐形結構的光纖尖端結構直徑長度小于1微米。

7.根據權利要求4所述的一種光纖探針傳感器制備方法，其特征在于，步驟2）中對光纖錐結構進行化學腐蝕，采用濃度為10%~75%的氫氟酸溶液對光纖錐形結構浸潤1.25~6h得到光纖尖端結構。