[发明专利]一种用于检测微纳光纤直径的传感器及其制作方法

说明书

本发明提供的一种用于检测微纳光纤直径的传感器，包括宽带光源、第一连接光纤、D型光纤、第二连接光纤和光谱分析仪；所述宽带光源、所述第一连接光纤、所述D型光纤、所述第二连接光纤和所述光谱分析仪依次连接，所述微纳光纤与所述D型光纤接触；所述D型光纤是通过将光纤沿轴向切除包层形成截面为D型抛磨面的光纤结构，所述微纳光纤与所述D型抛磨面的平坦区域接触，所述微纳光纤通过将单模或多模光纤拉锥制备得到。本发明提供的传感器，采用D型光纤作为外部耦合器件来激发WGM，D型结构比较稳定，更容易引出倏逝波，将光耦合到待测微纳光纤中，形成WGM共振，当微纳光纤直径变化时，引起WGM共振的FSR变化，从而实现对微纳光纤直径的检测。

技术领域

本发明涉及光纤传感技术领域，尤其涉及一种用于检测微纳光纤直径的传感器及其制作方法。

背景技术

光纤作为新一代短距离光传输介质，以其制造简单、价格便宜、接续快捷等特点，逐渐成为局域网中短距离通信、有线电视网、室内计算机之间的光传输介质。影响光纤性能的因素是多方面的，而光纤直径的均匀性是其中很重要的因素，要保证拉制出的光纤直径均匀，就必须有完备的测控方法。目前国内外提出的直径测量很多方法，例如：(1)显微镜直读法。(2)图像剪切法。(3)后向散射法，(4)CCD非接触测量法。这些方法大多依赖操作者的主观性而产生误差，且成本较高，结构复杂，不利于大量推广。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明通过了一种用于检测微纳光纤直径的传感器，所述传感器包括宽带光源、第一连接光纤、D型光纤、第二连接光纤和光谱分析仪；所述宽带光源、所述第一连接光纤、所述D型光纤、所述第二连接光纤和所述光谱分析仪依次连接，所述微纳光纤与所述D型光纤接触。

其中，所述D型光纤是通过将光纤沿轴向切除包层形成截面为D型抛磨面的光纤结构，所述微纳光纤与所述D型抛磨面的平坦区域接触。

其中，所述D型光纤中，D型抛磨面与纤芯的最短垂直距离为0～2μm。

其中，所述第一连接光纤和所述第二连接光纤为单模光纤。

其中，所述D型光纤为单模光纤。

其中，所述微纳光纤通过将单模光纤拉锥制备得到。

其中，所述微纳光纤通过将多模光纤拉锥制备得到。

其中，所述微纳光纤的直径为1～130μm。

本发明第二方面提供了一种用于检测微纳光纤直径的传感器的制作方法，包括以下步骤：

A、首先在单模光纤中间位置沿轴向切除包层形成截面为D型抛磨面的光纤结构，制备得到D型光纤，所述D型光纤两端分别为第一连接光纤和第二连接光纤，将单模光纤或多模光纤进行拉锥，制备得到微纳光纤；

B、再将所述D型光纤悬空固定在载玻片表面，在所述D型抛磨面平坦区域放置所述微纳光纤，通过定位台控制所述D型光纤抛磨面平坦区域与所述微纳光纤接触，直到在D型光纤的透射光谱中清楚观察到光学回音壁共振，以达到最大的光耦合效率；

C、最后所述第一连接光纤与宽带光源连接，所述第二连接光纤与光谱分析仪连接，使所述宽带光源发出的光依次通过所述第一连接光纤、与所述微纳光纤接触的所述D型光纤和所述第二连接光纤，入射到所述光谱分析仪上。

其中，所述D型光纤中，D型抛磨面与纤芯的最短垂直距离为0～2μm。

倏逝波是指当一束光从光密介质入射到光疏介质时，在满足全反射的条件下，光能全部返回到光密介质中，但入射光在光疏介质中产生的电磁波并不完全消失，而是要穿透一个波长的深度，再沿着界面继续传播大约有半个波长的距离再返回光密介质，我们称进入光疏介质的波为倏逝波(消逝波或衰逝波)。