[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

说明书

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，属于微尺寸测量技术领域；本发明是为了解决现有光纤探针所面临的光耦合效率低，结构复杂，不具备轴向探测能力或轴向探测能力受限的问题。通过光纤熔融挤压或拉伸方式改变纤芯结构，通过物理气相沉积工艺在光纤侧面沉积荧光物质，使侧向入射的荧光从光纤包层耦合进入纤芯内部进而从端面出射，通过弹性膜片实现对光纤探针的悬挂及导向，结合共焦探测原理获得高分辨力的三维光纤探针系统。本发明的特点是：探针重量轻且结构简单、探测信号为高质量光斑且光强稳定、分辨力高且具有轴向探测能力。

技术领域

本发明涉及一种光纤探针传感装置、传感方法及探针制备方法，具体涉及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，属于微尺寸技术测量领域。

背景技术

目前三坐标测量机和探针组合使用实现微尺寸的接触式测量，探针的性能参数制约了测量的范围和精度。光纤探针由于具有直径微小、弹性模量大、测量力小等诸多优势，因此被广泛的使用在微尺寸测量领域。

(1)申请号200510072254.5所描述的“双光纤耦合接触式微测量力瞄准传感器”，其提出了一种新结构传感器，利用两根光纤烧制耦合球的方式实现光的反向传输，并对出射光进行探测。

相似专利申请有：带有端面微结构的双光纤共球耦合微测量力瞄准传感器(申请号： 201410118922.2)、基于三光纤共球耦合的微测量力瞄准传感器(申请号：201410118924.1)、基于双入射光纤共球耦合的微测量力瞄准传感器(申请号：201410118968.4)。

(2)申请号200910071623.7所描述的“基于二维微焦准直的微小内腔尺寸和三维坐标传感方法与装置”，利用光纤作为柱透镜对点光源准直成像从而实现探测。

相似专利申请有：基于一维微焦准直的微小内腔尺寸和二维坐标传感方法与装置(申请号：200910071624.1)、基于正交二维微焦准直的微孔测量装置与方法(申请号：201110438936.9)、正交光路二维微焦准直与三维坐标传感器(申请号：201110456022.5)。

(3)申请号201110456011.7所描述的“基于光纤布拉格光栅的微孔尺寸测量装置及方法”，利用了光纤布拉格光栅受外力导致栅距变化进而致其反射光中心波长改变的性质进行探测。

相似专利申请有：基于光纤布拉格光栅的接触式温度无感三维探测传感器(申请号： 201110456051.1)、基于四芯光纤光栅的三维微尺度测量装置及方法(申请号：201410030736.3)、基于三芯光纤光栅的二维微尺度测量装置及方法(申请号：201410030737.8)、基于双芯光纤光栅的二维微尺度测量装置及方法(申请号：201410030738.2)、基于双光纤光栅的二维微尺度测量装置及方法(申请号：201410030739.7)。

(4)申请号201410118970.1所描述的“基于偏振态检测的双入射保偏平光纤耦合球微尺度传感器”，利用光纤烧制的耦合球实现光反向传输，通过检测出射光的偏振态来实现探测。

相似专利申请有：基于偏振态检测的保偏平光纤耦合球微尺度传感器(申请号：201410118966.5)。

(5)申请号201510381711.2所描述的“基于共扼焦点跟踪探测技术的探针传感装置”，在该专利中，提出了一种能实现三维探测的光纤探针传感装置。

(6)申请号201510381723.5所描述的“基于光纤出射光探测的组合悬臂梁探针传感方法及装置”，其提出了一种新结构传感器，所述探针由光纤悬臂梁与探针垂直胶接而成。

目前，光纤探针面临着光耦合效率低，结构复杂，信号处理复杂，无三维探测能力或三维探测能力弱的瓶颈。因此，探究一种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具有重要意义。