[发明专利]一种温度和湿度光纤法布里珀罗复合微纳传感器

权利要求书

1.一种温度和湿度光纤法布里珀罗复合微纳传感器，由依次连接的光纤接入段、外部固定装置、内部光纤固定装置、干涉空腔、温度和湿度传感器段组成；其特征在于：光纤接入段(1)用单模光纤将宽带光信号持续引入传感器将调制后的信号反馈；外部固定装置(2)用于保护和封装传感器的各个部分并且为传感器的制作提供了外部支架；内部光纤固定装置(3)将接入的光纤固定在石英玻璃管的正中心并防止其发生位移和错位；干涉空腔(4)形成法布里珀罗干涉腔的前半段，是形成干涉光谱的主要部分；温度和湿度传感器(5)构成干涉腔的后半段，在不同的温度和湿度环境下调制光信号；

所述光纤接入段为单模光纤，所述外部固定装置为石英玻璃管，所述内部光纤固定装置为紫外固化胶，所述干涉空腔为光纤端面与Nafion薄膜的内表面形成的空气腔，所述温度和湿度传感器为Nafion薄膜；石英玻璃管、单模光纤、空气腔以及Nafion膜均同轴；

所述外部固定装置石英玻璃管外径为400μm，内径为200μm；所述干涉空腔空气腔腔长为25μm～65μm；所述温度和湿度传感器Nafion膜的厚度为20μm～50μm；

所述接入段光纤采用普通的单模光纤与单模光纤相焊接，焊接的单模光纤长度为4cm～10cm，单模光纤纤芯直径为10μm，外径为125μm，温度和湿度传感器采用的Nafion薄膜为Nafion溶液与酒精混合溶液干燥而成；

加工方法：

将Nafion溶液与乙醇按照体积比1:15的比例进行混合，然后超声处理，使其均匀混合得到薄膜制备溶液；取一段长度适当的石英玻璃管，其内径为200μm，外径为400μm，在无尘的环境中对进行超声处理，保证内壁洁净无杂物；干燥之后，将其竖直固定，用滴管取一滴适量的薄膜制备溶液滴在石英玻璃管的上端面，由于毛细现象，薄膜制备溶液会在石英玻璃管的上半部分停留，经过干燥处理之后，薄膜制备溶液会逐渐形成一层薄膜；

将两端切割平齐且长度为4cm-8cm的单模光纤与标准的单模光纤进行熔接，保证其熔接损耗小于0.1dB，其中单模光纤的纤芯直径为10μm，外径为125μm；通过显微操作台将焊接好的单模光纤一段插入石英管中；

调整光纤端面相对于Nafion膜的位置，得到最优的干涉光谱后，使用紫外固化胶将接入光纤固定在石英玻璃管的正中心位置；

工作过程：

将微纳传感器的光纤接入段与单模光纤跳线熔接后，通过光纤耦合器或者光纤环形器接入光谱仪和宽带光源，从宽带光源发出的宽带光被传感器中的单模光纤端面和Nafion膜外表面构成的两个反射面分别反射，两束反射光经过光纤环形器或者光纤耦合器返回光谱仪，返回的两束光发生干涉，获得双光束干涉谱。