[發明專利]光纖V槽型包層SPR應變傳感器及其制作方法

有效

• 申請號: 202111362122.1
• 申請日: 2021-11-17
• 公開（公告）號: CN114061801B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 魏勇;李玲玲;趙曉玲;石晨;劉純彪;劉春蘭;蘇于東
• 申請（專利權）人: 重慶三峽學院
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24
• 代理公司: 重慶萃智邦成專利代理事務所(普通合伙) 50231
• 代理人: 許攀

1.光纖V槽型包層SPR應變傳感器，包括順次連接的傳感光纖，收光階躍多模光纖；其中，傳感光纖固定在待測形變物上，傳感光纖的右端與收光階躍多模光纖的左端正對焊接，傳感光纖的左端與寬譜光源相連，收光階躍多模光纖的右端與光譜儀相連，光譜儀對信號進行采集與解調；其特征在于：傳感光纖上具有V槽結構，光束到達V槽結構時纖芯中的光耦合進入包層中，與覆蓋在包層表面的金屬膜發生表面等離子體共振效應后，反射光進入收光階躍多模光纖的左端；所述傳感光纖上的V槽38μm-67μm、個數為1-30個、周期為500μm-800μm；所述傳感光纖是單模光纖、漸變多模光纖或階躍多模光纖。

2.根據權利要求1所述的光纖V槽型包層SPR應變傳感器，其特征在于：所述的收光階躍多模光纖的纖芯直徑105μm，包層直徑125μm，數值孔徑0.22。

3.一種光纖V槽型包層SPR應變傳感器的制作方法，其特征在于包括以下步驟：

S1?取一段單模光纖，纖芯直徑8μm，包層直徑125μm，將單模光纖一端剝除涂敷層，在其上刻蝕設計數量的V槽個數和周期，切割單模光纖帶有V槽的部分為傳感區，兩端做切平備用；

S2?取一段階躍多模光纖，纖芯直徑105μm，包層直徑125μm，兩端切平備用；

S3?將制備好V槽結構的單模光纖傳感區的一端與階躍多模光纖的一端正對焊接，通過等離子濺射儀對V槽后傳感區環形鍍制50nm金膜，光纖V槽型包層SPR應變傳感器制作完成；

S4將探針左端單模光纖連接光源，探針右端階躍多模光纖連接光譜儀，探針鍍膜區域置于裝有環境溶液的玻璃管中，環境溶液折射率為1.333RIU-1.385RIU，玻璃管水平置于載物臺上，光源發出的光在通過V槽結構時，包層模式被激發，傳輸光在包層與金屬薄膜界面發生全反射和表面等離子體共振，反射后的光信號經芯徑為105μm階躍折射率多模收光光纖進入光譜儀，光譜儀5將傳輸過來的反射光譜進行采集與解調，保存反射光譜數據，并制作不同折射率溶液的反射光譜曲線；然后將光纖探針鍍膜區域放入光纖涂敷機中涂覆一層紫外固化膠，折射率為1.333RIU-1.385RIU，并用固膠凝固，構成V槽型包層SPR應變傳感器。