[发明专利]一种基于微孔结构的塑料光纤折射率传感器及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种基于微孔结构的塑料光纤折射率传感器，其特征在于，该传感器包括作为基底的塑料光纤和在塑料光纤侧面加工的微孔结构，所述微孔的轴向垂直横穿塑料光纤的轴向；在所述塑料光纤的一端设置有提供光信号的光源，在所述塑料光纤的另一端设置有功率计，以检测光源经所述塑料光纤传播后的功率损耗。

2.根据权利要求1所述的一种基于微孔结构的塑料光纤折射率传感器，其特征在于，所述塑料光纤为直径0.5mm的塑料光纤。

3.根据权利要求1所述的一种基于微孔结构的塑料光纤折射率传感器，其特征在于，所述塑料光纤为Mitsubishi公司生产的EL250型塑料光纤。

4.根据权利要求1所述的一种基于微孔结构的塑料光纤折射率传感器，其特征在于，所述塑料光纤的参数：芯材为PMMA，包层为氟树脂；几何尺寸为480/500μm；纤芯折射率1.49，纤芯数值孔径(NA)为0.5，包层折射率1.40；透光率/％*m^-1≥95(570nm),损耗/dB*km^-1≤200(570nm)；波长范围为420—680nm,适用温度-20℃～70℃。

5.根据权利要求1所述的一种基于微孔结构的塑料光纤折射率传感器，其特征在于，所述的微孔的孔径为0.1-0.4mm。

6.根据权利要求5所述的一种基于微孔结构的塑料光纤折射率传感器，其特征在于，所述的微孔的孔径为0.35mm。

7.一种如权利要求1-6任一项所述折射率传感器的制备方法，其特征在于，采用现有机械加工的方法横穿整个塑料光纤的包层和纤芯加工微孔，所述微孔的轴向垂直横穿塑料光纤的轴向。

8.一种利用如权利要求1-6任意一项所述折射率传感器测量液体折射率的方法，其特征在于，包括步骤如下：

1)波长为652nm的LED光源经光纤输入端口耦合到一段内外径为480/500μm的塑料光纤中，并在具有包层束缚下在塑料光纤中传输；

2)光线在到达所述微孔区域后，光线经微孔的负透镜效应发生折射，并向外发散使得全反射条件被破坏，导致光耦合出塑料光纤；

3)当微孔中填充不同折射率的液体时，其负透镜效应会不同，进而光的折射路径会不同，导致的光的损耗会不同；通过检测接收光的损耗，实现对微孔中折射率的实时监测。

9.根据权利要求8所述的折射率传感器测量液体折射率的方法，其特征在于，外界待测液体通过微流控装置流入所述微孔中；进而实现对外界待测液体折射率的快速实时监测。