[发明专利]一种光纤折射率传感器及其制作方法

权利要求书

1.一种光纤折射率传感器，其特征在于，所述光纤折射率传感器基于四波混频效应，所述光纤折射率传感器沿光路方向包括高功率激光器、第一半波片、起偏器、第二半波片、耦合透镜、悬挂芯光子晶体光纤和光谱仪；

所述悬挂芯光子晶体光纤具有包层和纤芯,其中,包层中具有若干个通过亚波长石英臂悬挂在纤芯周围的空气孔，所述空气孔的孔径大于所述纤芯的芯径，且所述空气孔中填充有待测液体样品；

所述空气孔的个数及排列方式使纤芯形状接近圆形；

利用所述光纤折射率传感器来检测液体折射率变化的方法步骤如下：

A，高功率激光器输出入射光，并经过所述第一半波片和起偏器，所述第一半波片和起偏器可调节入射光的功率，避免入射功率过大产生超连续谱，淹没四波混频信号；

B，调节第二半波片来控制入射光的偏振态；

C，观察光谱仪中斯托克斯波或反斯托克斯波的峰值大小，并调整耦合透镜与悬挂芯光子晶体光纤的位置，使得斯托克斯波或反斯托克斯波的峰值达到最大；

D，改变填充有待测液体样品的悬挂芯光子晶体光纤的温度，可改变液体的折射率，导致光谱仪中光谱发生漂移，测量波长的漂移可探知液体折射率的变化；

E，待测液体样品检测完毕，利用超声波清洗的方式对悬挂芯光子晶体光纤进行空气孔的清洗，以便所述悬挂芯光子晶体光纤的循环利用。

2.如权利要求1所述的光纤折射率传感器，其特征在于，所述高功率激光器的中心波长为1064nm，脉冲宽度为ns量级，重复频率<10KHz，峰值功率>10KW。

3.如权利要求1所述的光纤折射率传感器，其特征在于，所述耦合透镜放大倍数为20倍。

4.如权利要求1所述的光纤折射率传感器，其特征在于，所述悬挂芯光子晶体光纤芯径<1μm，石英臂厚度<1μm，空气孔的孔径为20μm-30μm，光纤的零色散波长接近泵浦波长1064nm。

5.如权利要求1所述的光纤折射率传感器，其特征在于，所述悬挂芯光子晶体光纤空气孔中固定有生物膜。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的光纤折射率传感器的制作方法，其特征在于，所述光纤折射率传感器基于四波混频效应，包括下述步骤：

A.将悬挂芯光子晶体光纤两端切平，令气孔开放，将待测液体样品填充到悬挂芯光子晶体光纤包层的空气孔中；所述悬挂芯光子晶体光纤具有包层和纤芯,其中,包层中具有若干个通过亚波长石英臂悬挂在纤芯周围的空气孔，且所述空气孔的孔径大于所述纤芯的芯径；所述空气孔的个数及排列方式使纤芯形状接近圆形；

B.沿光路方向依次将第一半波片、起偏器、第二半波片、耦合透镜、填充有待测液体样品后的悬挂芯光子晶体光纤以可实现空间耦合的位置关系固定在调整架上，将第一半波片与高功率激光器通过空间耦合的方式连接，并将悬挂芯光子晶体光纤的一端通过连接头接入光谱仪。