[發(fā)明專利]一種具有溫度補(bǔ)償功能的光纖磁場(chǎng)微納傳感器及制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011017662.1
• 申請(qǐng)日: 2020-09-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112114280B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉雙強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R33/032
• 分類號(hào): G01R33/032;G01R33/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 楊小紅

1.一種具有溫度補(bǔ)償功能的光纖磁場(chǎng)微納傳感器，其特征在于，包括依次連接的光纖接入段、干涉模塊與光纖導(dǎo)出段；

所述干涉模塊由內(nèi)至外依次設(shè)有空氣空腔、波導(dǎo)層、傳感相與空氣隔絕層，空氣空腔、波導(dǎo)層與傳感相之間的組合構(gòu)成了反諧振反射光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)；所述傳感相包括同層設(shè)置的溫度傳感相與磁場(chǎng)傳感相，所述溫度傳感相用于感應(yīng)溫度變化從而產(chǎn)生相應(yīng)的光折射率變化，所述磁場(chǎng)傳感相用于感應(yīng)磁場(chǎng)變化從而產(chǎn)生相應(yīng)的光折射率變化；通過(guò)所述溫度傳感相的溫度變化的測(cè)量結(jié)果對(duì)所述磁場(chǎng)傳感相的磁場(chǎng)變化產(chǎn)生的干涉峰進(jìn)行溫度補(bǔ)償；

所述光纖接入段連接有寬帶光源；

所述光纖導(dǎo)出段連接有光譜儀。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有溫度補(bǔ)償功能的光纖磁場(chǎng)微納傳感器，其特征在于，還包括第一單模光纖與第二單模光纖，所述光纖接入段與所述第一單模光纖熔接，所述第二單模光纖與所述第二單模光纖熔接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有溫度補(bǔ)償功能的光纖磁場(chǎng)微納傳感器，其特征在于，所述第一單模光纖與所述第二單模光纖的纖芯直徑均為10μm，其外徑均為125μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有溫度補(bǔ)償功能的光纖磁場(chǎng)微納傳感器，其特征在于，所述波導(dǎo)層為石英毛細(xì)管，所述石英毛細(xì)管的內(nèi)芯為所述空氣空腔。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有溫度補(bǔ)償功能的光纖磁場(chǎng)微納傳感器，其特征在于，所述石英毛細(xì)管的長(zhǎng)度為3～5cm，所述石英毛細(xì)管內(nèi)徑為30～100μm，壁厚為30～50μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有溫度補(bǔ)償功能的光纖磁場(chǎng)微納傳感器，其特征在于，所述溫度傳感相為Nafion薄膜，所述磁場(chǎng)傳感相為磁凝膠薄膜。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有溫度補(bǔ)償功能的光纖磁場(chǎng)微納傳感器，其特征在于，所述Nafion薄膜的厚度為10～30μm，所述磁凝膠薄膜的厚度為10～30μm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有溫度補(bǔ)償功能的光纖磁場(chǎng)微納傳感器，其特征在于，所述空氣隔絕層為金膜，所述金膜的厚度為10～100nm。

9.一種如權(quán)利要求1所述的具有溫度補(bǔ)償功能的光纖磁場(chǎng)微納傳感器的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

S101：在具有空氣空腔的波導(dǎo)層上表面沿長(zhǎng)度方向依次設(shè)置溫度傳感相與磁場(chǎng)傳感相；

S102：在所述溫度傳感相與所述磁場(chǎng)傳感相上設(shè)置空氣隔絕層；

S103：在所述波導(dǎo)層一端預(yù)設(shè)的光纖接入段接入寬帶光源，并在所述波導(dǎo)層另一端預(yù)設(shè)的光纖導(dǎo)出段接入光譜儀。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有溫度補(bǔ)償功能的光纖磁場(chǎng)微納傳感器的制作方法，其特征在于，所述步驟S101～S103具體包括：

S201:在無(wú)塵環(huán)境下，對(duì)石英毛細(xì)管進(jìn)行超聲處理后進(jìn)行干燥處理；

S202：在顯微操作平臺(tái)上，在所述石英毛細(xì)管的外表面沿著長(zhǎng)度方向分別鍍上Nafion薄膜與磁凝膠薄膜，所述Nafion薄膜與所述磁凝膠薄膜的鍍膜長(zhǎng)度相等；

S203：在所述Nafion薄膜與所述磁凝膠薄膜的上表面鍍上金膜；

S204：通過(guò)熔接方法在所述預(yù)設(shè)的光纖接入段和所述預(yù)設(shè)的光纖導(dǎo)出段分別熔接第一單模光纖和第二單模光纖，然后，將寬帶光源接入所述第一單模光纖，將光譜儀接入所述第二單模光纖。