[发明专利]光纤氢气传感器

权利要求书

1.一种光纤氢气传感器，其特征在于，包括第一光纤、第二光纤和氢敏感膜，其中，所述第一光纤包括光纤微腔结构和微型进气孔，所述光纤微腔结构形成在所述第一光纤的末端，所述微型进气孔从所述第一光纤的末端表面延伸到所述光纤微腔结构内部，所述第二光纤连接到所述第一光纤的末端，且其端面覆盖所述光纤微腔结构的开口，所述氢敏感膜设置在所述光纤微腔结构的内壁。

2.如权利要求1所述的光纤氢气传感器，其特征在于，所述光纤微腔结构为沿所述第一光纤的纤芯开设的微型腔体，所述微型腔体作为收容氢气的微气室。

3.如权利要求2所述的光纤氢气传感器，其特征在于，所述第一光纤和所述第二光纤分别作为入射光纤和反射光纤，且在所述光纤微腔结构所在的区域，所述第一光纤的纤芯被完全移除；所述光纤微腔结构的底面作为第一反射面，而所述第二光纤的端面作为第二反射面，所述光纤微腔结构和所述第一反射面及所述第二反射面构成一个法布里-珀罗干涉腔。

4.如权利要求3所述的光纤氢气传感器，其特征在于，所述第二光纤的端面还设置有高反射膜。

5.如权利要求1所述的光纤氢气传感器，其特征在于，所述第一光纤和所述第二光纤分别作为入射光纤和透射光纤，且在所述光纤微腔结构所在的区域，所述第一光纤的纤芯只被部分移除，而另一部分纤芯保留；其中，所述第一光纤的入射光一部分直接通过所述第一光纤保留的纤芯而生成第一透射光，而另一部分通过所述光纤微腔结构而生成第二透射光，并与所述第一透射光形成马赫-曾德干涉。

6.一种氢气浓度检测系统，其特征在于，包括光源、光谱仪和如权利要求1至5中任一项所述的光纤氢气传感器，其中所述光源和所述光谱仪分别耦合到所述光纤氢气传感器。

7.一种光纤氢气传感器的制作方法，其特征在于，包括：

提供第一光纤，并在所述第一光纤的末端形成光纤微腔结构；

在所述光纤微腔结构的内壁形成氢敏感膜；

在所述第一光纤的末端制作微型进气孔，所述微型进气孔从所述第一光纤的表面延伸到所述光纤微腔结构；

提供第二光纤，并将所述第二光纤与所述第一光纤的末端相互熔接，以使所述第二光纤的端面覆盖所述第一光纤的末端的光纤微腔结构。

8.如权利要求7所述的光纤氢气传感器的制作方法，其特征在于，所述光纤微腔结构是采用飞秒激光微加工工艺或者深紫外激光微加工工艺在所述第一光纤的末端沿所述第一光纤的纤芯方向加工而成。

9.如权利要求7所述的光纤氢气传感器的制作方法，其特征在于，所述氢敏感膜是采用磁控溅射工艺或者真空镀膜工艺在所述光纤微腔结构的内壁制作而成。

10.如权利要求7所述的光纤氢气传感器的制作方法，其特征在于，所述微型进气孔是采用飞秒激光微加工工艺或者深紫外激光微加工工艺在所述第一光纤的末端表面沿与所述第一光纤的纤芯相垂直的方向加工而成。