[发明专利]基于微尺寸锥形光纤探针的本征型F-P微腔高灵敏度温度传感器及其制造方法

权利要求书

1.一种基于微尺寸锥形光纤探针的本征型F-P微腔高灵敏度温度传感器，包括一根单模光纤（1）、单模光纤前端的微尺寸锥形光纤探针（2）以及在微尺寸锥形光纤探针（2）前端内部的第一光纤内部反射镜（3）、第二光纤内部反射镜（4），其特征在于：所述第一光纤内部反射镜（3）和第二光纤内部反射镜（4）平行排列而形成本征型F-P微腔；所述微尺寸锥形光纤探针（2）是由普通单模光纤经过光纤熔接机拉锥并用HF酸腐蚀变细制得的，所述第一光纤内部反射镜（3）和第二光纤内部反射镜（4）分别是通过飞秒脉冲激光沿微尺寸锥形光纤探针（2）前端径向改变光纤的折射率形成的反射面；利用飞秒脉冲激光加工制备的基于微尺寸锥形光纤探针的本征型F-P微腔高灵敏度温度传感器，通过微尺寸锥形光纤探针激发出的高阶模和基模的干涉形成的反射光谱的高敏感性，可实现高灵敏度、高分辨率和大范围的温度测量，并改进工艺以实现低损耗和高性能的传感特性。

2.根据权利1所述的基于微尺寸锥形光纤探针的本征型F-P微腔高灵敏度温度传感器，特征在于所述单模光纤（1）包层直径约为100-150μm，纤芯直径约为7~10μm；所述微尺寸锥形光纤探针（2）长为10~20mm，前端直径为微纳米量级；所述第一反射镜（3）和第二反射镜（4）之间的距离为50~500μm。

3.一种基于微尺寸锥形光纤探针的本征型F-P微腔高灵敏度温度传感器的制造方法，用于制作根据权利要求1所述的基于微尺寸锥形光纤探针的本征型F-P微腔高灵敏度温度传感器，其制造工艺操作步骤如下：

首先，取一根长度为1m                                                0.2m的单模光纤（1），剥掉该单模光纤（1）中间部分长度为10cm1cm的涂覆层，然后用光纤熔接机对其进行拉锥，得到光纤熔锥；然后用HF酸溶液进行腐蚀，得到直径为微纳米量级的微尺寸锥形光纤探针（2）；飞秒脉冲激光在该微尺寸锥形光纤探针（2）;采用内部刻写F-P微腔：将制备的微尺寸锥形光纤探针（2）置于三维移动平台（5）上，微尺寸锥形光纤探针（2）的前端轴向垂直于飞秒脉冲激光光束（6）的传输方向；通过显微镜观察然后调整单模光纤的位置，使飞秒脉冲激光（7）通过显微镜的物镜（8）聚焦于微尺寸锥形光纤探针（2）前端的中心，沿微尺寸锥形光纤探针（2）的径向移动三维平台，移动距离要保证飞秒脉冲激光能完全刻写微尺寸锥形光纤探针（2）前端的纤芯，移动速度为0.8 μm/s~1μm/s，至此，一个反射面制备完成；再控制三维平台沿x轴方向向单模光纤的另一端移动所需腔长的距离50~500μm，然后重复操作，完成第二个反射面的制备；至此，基于微尺寸锥形光纤探针的本征型F-P微腔高灵敏度温度传感器制备完成。