[發明專利]一種微型耐高溫光纖法珀振動傳感器

在審

• 申請號: 202111094097.3
• 申請日: 2021-09-17
• 公開（公告）號: CN113624328A
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 陳建君;王寧;朱永;劉松香
• 申請（專利權）人: 西華師范大學
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 成都眾恒智合專利代理事務所(普通合伙) 51239
• 代理人: 吳桐

1.一種微型耐高溫光纖法珀振動傳感器，包括耐高溫外殼(10)，耐高溫外殼(10)內布置有基底反射部和振動敏感部，其特征在于：

所述基底反射部包括固定基底(21)和由固定基底(21)的上側面貫穿至豎直側面的弧形光波導(22)，所述弧形光波導(22)包括豎直部分、水平部分以及連接水平部分和豎直部分的弧形部分，弧形光波導(22)內設置有用于溫度漂移補償的光纖布拉格光柵結構(23)；

所述振動敏感部包括布置在固定基底(21)上方的十字懸臂粱(31)，支撐十字懸臂梁(31)端部的支撐結構(32)和布置于十字懸臂梁(31)中心下部的質量塊(33)；

所述質量塊(33)的下端面和弧形光波導(22)的上端面均鍍有反射膜，記質量塊(33)下端面鍍的反射膜為反射膜一(34)，弧形光波導(22)上端面鍍的反射膜為反射膜二(24)；質量塊(33)下端面的的反射膜一(34)與弧形光波導(22)上端面的反射膜二(24)之間形成法珀腔；

所述固定基底(21)、支撐結構(32)、十字懸臂粱(31)和質量塊(33)均為二氧化硅材質，弧形光波導(22)為耐高溫石英材質。

2.根據權利要求1所述的一種微型耐高溫光纖法珀振動傳感器，其特征在于：所述耐高溫外殼(10)為鎳鉻鐵耐高溫合金材質。

3.根據權利要求1所述的一種微型耐高溫光纖法珀振動傳感器，其特征在于：所述固定基底(21)、支撐結構(32)、十字懸臂梁(31)和質量塊(33)的制備方法是：先采用二氧化硅材料和酚醛樹脂混合加熱固化成型為二氧化硅基底，再通過微納加工方式在二氧化硅基底形成具有弧形光波導通道的固定基底(21)、支撐結構(32)、十字懸臂梁(31)和質量塊(33)。

4.根據權利要求1所述的一種微型耐高溫光纖法珀振動傳感器，其特征在于：所述弧形光波導(22)的上端面與固定基底(21)的上側面齊平，弧形光波導(22)的水平部分凸出固定基底(21)的豎直側面，形成尾纖將傳感信號導出。

5.根據權利要求1所述的一種微型耐高溫光纖法珀振動傳感器，其特征在于：所述光纖布拉格光柵結構(23)設置于弧形光波導(22)的水平部分靠近尾纖的位置，采用飛秒激光寫入方式加工而成。

6.根據權利要求1所述的一種微型耐高溫光纖法珀振動傳感器，其特征在于：所述光纖布拉格光柵結構(23)的尺寸和周期根據測量所使用光源波長設計確定。

7.根據權利要求1所述的一種微型耐高溫光纖法珀振動傳感器，其特征在于：所述弧形光波導(22)通過等離子體沉積法制備。

8.根據權利要求1所述的一種微型耐高溫光纖法珀振動傳感器，其特征在于：所述質量塊(33)下端面的反射膜一(34)和弧形光波導(22)上端面的反射膜二(34)均為金反射膜。