[发明专利]一种光纤侧面荧光物质沉积微型探针三维传感装置、传感方法及探针制备方法有效
| 申请号： | 201810315887.1 | 申请日： | 2018-04-10 |
| 公开（公告）号： | CN108519057B | 公开（公告）日： | 2020-01-03 |
| 发明（设计）人： | 邹丽敏;倪赫;李博;郭清源;谭久彬 | 申请（专利权）人： | 哈尔滨工业大学 |
| 主分类号： | G01B11/02 | 分类号： | G01B11/02 |
| 代理公司： | 23209 哈尔滨市伟晨专利代理事务所(普通合伙) | 代理人： | 李晓敏 |
| 地址： | 150001 黑龙*** | 国省代码： | 黑龙;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 光纤侧面 光纤探针 荧光物质 轴向 沉积 三维传感装置 探测 探针制备 微型探针 传感 尺寸测量技术 物理气相沉积 光耦合效率 光斑 侧向入射 弹性膜片 光纤包层 光纤熔融 拉伸方式 能力受限 探测信号 探测原理 纤芯结构 纤芯内部 耦合 高分辨 重量轻 荧光 出射 共焦 光强 探针 分辨 三维 挤压 悬挂 | ||
1.一种光纤侧面荧光物质沉积微型探针三维传感装置，其特征在于，包括弹性膜片(1)、固定装置(2)、宽场照明系统(3)、光纤侧面荧光耦合探针(4)、准直透镜(5)、滤波片(6)、管镜(7)和CCD探测器(8)；
所述光纤侧面荧光耦合探针(4)通过弹性膜片(1)悬挂在固定装置(2)上，宽场照明系统置于弹性膜片上方，提供光源发出的光束照射在光纤侧面荧光耦合探针(4)侧面的被荧光物质包裹区域，荧光从光纤侧面荧光耦合探针(4)的包层耦合进入光纤侧面荧光耦合探针(4)内部进而从出射端面出射，在光纤侧面荧光耦合探针(4)的出射光路上依次配置准直透镜(5)、滤波片(6)、管镜(7)和CCD探测器(8)；
所述光纤侧面荧光耦合探针(4)包括单模光纤，单模光纤的中部部分区域为被荧光物质包裹区域，该区域为外凸形结构；单模光纤一端为切平面，作为探针的出射端面；单模光纤另一端熔融有球状测头。
2.一种光纤侧面荧光物质沉积微型探针三维传感方法，其依托权利要求1所述三维传感装置实现，其特征在于，具体为：
宽场照明系统(3)发出的光束照射在光纤侧面荧光耦合探针(4)的被荧光物质包裹区域激发荧光，荧光从光纤侧面荧光耦合探针(4)的包层耦合进入光纤侧面荧光耦合探针(4)内部进而从出射端面出射，通过光学系统将出射光束聚焦形成与之共轭的光斑，所述光学系统由准直透镜(5)、滤波片(6)、管镜(7)和CCD探测器(8)构成；弹性膜片(1)与光纤侧面荧光耦合探针(4)接触的位置构成探针摆动支点，由于弹性膜片为光纤侧面荧光耦合探针(4)提供摆动支点，当光纤侧面荧光耦合探针(4)的球状测头绕支点发生偏转时，光纤侧面荧光耦合探针(4)的出射端面的出射光束发生同步偏转；当光纤侧面荧光耦合探针(4)的球状测头发生轴向移动时，光纤侧面荧光耦合探针(4)出射端面的出射光束发生相同的轴向位移，利用CCD探测器探测光斑中心位置的偏移，从而获得球状测头的横向偏移量，通过CCD探测器上有限像素的灰度值之和，从而获得球状测头的轴向偏移量。
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