[发明专利]微位移的测量方法

权利要求书

1.一种微位移的测量方法，包括：

提供一个微位移传感器，包括第一光子晶体模块、第二光子晶体模块、激光源和探测器，其中，第一光子晶体模块包括若干呈矩阵方式排列的第一晶柱，第一晶柱矩阵内设有形成入光口和出光口的第一导光通道，第二光子晶体模块包括若干呈矩阵方式排列的第二晶柱，第一晶柱和第二晶柱具有相同的晶格常数a，第二晶柱矩阵内设有形成探测口的第二导光通道，激光源设置在第一导光通道的入光口，探测器设置在第二导光通道的探测口；

将第二光子晶体模块固定安装在待测器件上，将第一光子晶体模块相对于待测器件固定且与第二光子晶体模块相平行，第二晶柱与第一晶柱对齐，同时，第一导光通道与第二导光通道相耦合；以及

当待测器件带动第二光子晶体模块移动时，激光源发出的光经由入光口进入第一导光通道，一部光经由出光口出射，另一部分光耦合入第二光子晶体模块的第二导光通道并经由探测口被探测器探测，随着待测器件的移动，耦合入第二导光通道的耦合光的光强发生改变，通过读取探测器获得的光强与位移的正弦曲线，即可得到待测器件的水平位移。

2.如权利要求1所述的微位移的测量方法，其特征在于：所述的第一晶柱和所述的第二晶柱的晶格常数a为100纳米～100微米。

3.如权利要求2所述的微位移的测量方法，其特征在于：所述的第一晶柱和所述的第二晶柱的晶柱直径为0.3a～0.7a。

4.如权利要求2所述的微位移的测量方法，其特征在于：所述的第一导光通道包括第一水平通道，所述的第二导光通道包括第二水平通道，所述的第一水平通道和第二水平通道间隔一排第一晶柱和一排第二晶柱，所述的间隔的第一晶柱和第二晶柱的中心距离为0.7a～1.1a。

5.如权利要求4所述的微位移的测量方法，其特征在于：所述的第二水平通道的长度为10a～30a。

6.如权利要求1所述的微位移的测量方法，其特征在于：所述的探测器为光纤探测器。

7.如权利要求1所述的微位移的测量方法，其特征在于：所述的第一光子晶体模块包括第一基底，所述的第二光子晶体模块包括第二基底，所述的第一基底和第二基底由绝缘材料或半导体材料制成。

8.一种微位移的测量方法，包括：

提供一微位移传感器，包括第一光子晶体模块、第二光子晶体模块、第三光子晶体模块、激光源、第一探测器和第二探测器，其中，第一光子晶体模块包括若干呈矩阵方式排列的第一晶柱，第一晶柱矩阵内设有形成两个出光口和位于两出光口之间的入光口的第一导光通道，第二光子晶体模块包括若干呈矩阵方式排列的第二晶柱，第二晶柱矩阵内设有形成第一探测口的第二导光通道，第三光子晶体模块包括若干呈矩阵方式排列的第三晶柱，第三晶柱矩阵内设有形成第二探测口的第三导光通道，第一晶柱、第二晶柱和第三晶柱具有相同的晶格常数a，激光源设置在入光口，第一探测器与第二探测器分别设置在第一探测口与第二探测口处；

将第二光子晶体模块和第三光子晶体模块并列固定设置在待测器件上，将第一光子晶体模块固定且与第一及第二光子晶体模块平行，第一晶柱与第二晶柱对齐，第三晶柱与第一晶柱交错且第三晶柱与对应列中的第一晶柱的水平中心距离为0.25a的奇数倍，同时，第一导光通道与第二导光通道、第一导光通道与第三导光通道均相互耦合；以及

当待测器件带动第二光子晶体模块和第三光子晶体模块相对于第一光子晶体模块水平移动时，激光源发出的光经由入光口进入第一导光通道，一部分光经由第一出光口和第二光出口出射，一部分光耦合进入第二光子晶体模块的第二导光通道并经由第一探测口被第一探测器探测，另一部分光耦合进入第三光子晶体模块的第三导光通道内经由第二探测口被第二探测器探测，随着待测器件的移动，耦合进入第二导光通道和第三导光通道的耦合光的光强发生改变，通过读取第一探测器获得的光强与位移的正弦曲线和第二探测器获得的光强与位移的余弦曲线，即可得到待测器件的水平位移和位移方向。

9.如权利要求8所述的微位移的测量方法，其特征在于：所述的晶格常数a为100纳米～100微米。

10.如权利要求9所述的微位移的测量方法，其特征在于：所述的第一晶柱、第二晶柱和第三晶柱的晶柱直径为0.3a～0.7a。