[發明專利]一種基于空心光纖光場共振結構的制作方法及鍍膜方法

有效

• 申請號: 202011421198.2
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112604925B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 曲士良;李金健;劉一;郎昌鵬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B05D7/00
• 分類號: B05D7/00;B05D3/06;B05D3/00;C03C25/326;G02B6/032;G02B6/255;G02B6/26
• 代理公司: 合肥金律專利代理事務所(普通合伙) 34184
• 代理人: 段曉微

本發明公開了一種空心光纖外壁鍍膜方法，在空心光纖外壁表面涂覆紫外固化膠，從空心光纖一端入射紫外激光，使空氣芯內的紫外光進入空心光纖側壁，部分光在空心光纖外壁共振后從表面溢出，對紫外固化膠作用，形成厚度均勻、致密性高的薄膜。本發明還提出一種基于空心光纖的光場共振結構及其制作方法。

技術領域

本發明涉及空心光纖傳感技術領域，尤其涉及一種基于空心光纖側壁光場共振結構的制作方法及鍍膜方法。

背景技術

純光纖傳感器對環境溫度、應變、折射率和聲波的變化有很好的響應。然而受到純光纖材料本身固有特性的限制，如熱膨脹系數低及楊氏模量高，制備的光纖溫度和應變傳感器的靈敏度很低。聚合物材料具有高熱膨脹系數、高熱光系數以及低楊氏模量等特點，恰好可以彌補純光纖傳感結構的這些不足，因此對純光纖結構進行增敏顯得尤為重要。

傳統的鍍膜工藝有化學氣相沉積、物理氣相沉積、磁控濺射、噴涂、蒸鍍、電鍍等，工藝雖然成熟但流程較為復雜，或者需要較大的儀器設備，也不適合用于聚合物鍍膜。蘸取、旋涂等方法雖然簡便，但制備薄膜不夠均勻致密。

發明內容

為解決背景技術中存在的技術問題，本發明提出一種基于空心光纖側壁光場共振結構的制作方法及鍍膜方法。

本發明還提出一種空心光纖外壁鍍膜方法，包括下列步驟：

在空心光纖外壁表面涂覆紫外固化膠，從空心光纖一端入射紫外激光，使得紫外固化膠在空心光纖外壁固化形成薄膜。

優選地，還包括下列步驟：在空心光纖一端熔接多模光纖，空心光纖與多模光纖偏軸熔接，通過多模光纖向空心光纖內入射紫外激光，在空心光纖側壁內形成共振腔；

優選地，在多模光纖遠離空心光纖一端同軸熔接單模光纖，通過紫外激光器和單模光纖向多模光纖內入射紫外激光；

優選地，形成薄膜后，用顯影液對紫外固化膠進行清洗，去除空心光纖外部未曝光的紫外固化膠；

優選地，通過控制紫外激光的功率控制所述薄膜厚度。

本發明中，所提出的空心光纖外壁鍍膜方法，在空心光纖外壁表面涂覆紫外固化膠，從空心光纖一端入射紫外激光，使空氣芯內的紫外光進入空心光纖側壁，部分光在空心光纖外壁表面共振后溢出，從而對紫外固化膠作用，形成厚度均勻、致密性高的薄膜。

本發明還提出一種根據上述基于空心光纖的光場共振結構的制作方法，包括下列步驟：

S1、將單模光纖和多模光纖同軸熔接，并將空心光纖偏軸熔接在多模光纖遠離單模光纖一端，在空心光纖側壁內形成共振腔；

S2、在空心光纖外壁表面涂覆紫外固化膠；

S3、通過紫外激光器從單模光纖遠離多模光纖一端入射紫外激光，使得紫外固化膠在空心光纖外壁固化形成薄膜。

優選地，還包括：S4、用顯影液對紫外固化膠進行清洗，去除空心光纖外部未曝光的紫外固化膠。

優選地，在S3中，所述紫外激光器的激光波長為390-420nm，光斑大小為4-6mm，最大功率為90-110mw。

本發明中，所提出的基于空心光纖側壁光場共振結構的制作方法，其技術效果與上述空心光纖外壁鍍膜方法類似，進一步地，將空心光纖先熔接在多模光纖一端，然后再進行鍍膜，避免熔接過程中對薄膜造成二次損壞。

本發明提出的一種基于空心光纖的光場共振結構，包括依次熔接的單模光纖、多模光纖和空心光纖；

單模光纖內設有單模纖芯，多模光纖內設有多模纖芯，單模纖芯、多模纖芯和空心光纖的空氣芯依次對應設置，且單模纖芯和多模纖芯同軸布置，所述空心光纖的空氣芯與二者偏軸設置，在空心光纖的側壁內形成共振腔，空心光纖外壁表面設有聚合物薄膜。