[发明专利]一种新型光纤F-P腔传感器件的制备方法

说明书

一种新型光纤F‑P腔传感器件的制备方法，包括以下步骤；取一段光纤，剥掉涂覆层后得到一段裸光纤，用酒精清洗，用光纤切刀将裸光纤沿中间切断；将光纤固定在载玻片上，并将载玻片放在三维精密微位移台上，调节三维微位移平台使激光光斑聚焦位置与裸光纤端面重合，然后沿光纤轴向向外移动微位移平台使光斑聚焦位置距离裸光纤端面；调节准分子激光器的脉冲频率，打开准分子激光器，加压，关闭激光器，制作出的传感器；在距顶端处得到一个正方形的微孔，用氢氟酸溶液清洗孔内杂质，制成了一个关于压强、温度和液体折射率同时测量的传感器。本发明制作的传感器尖端结构强大、体积小、制造简单、成本较低，对温度、压强和折射率都有较好的测量精度。

技术领域

本发明涉及光纤传感器件技术领域，特别涉及一种新型光纤F-P腔传感器件的制备方法。

背景技术

相比于传统传感器，光纤传感器具有低损耗、抗电磁干扰、适用于高温、化学腐蚀等环境的一系列优点。光纤传感器件扩展了传统传感器的适用环境、提高了传统传感器的性能，突破完成了在很多情况下传统传感器很难甚至不能完成的任务，因此受到了各个领域专家的广泛的关注。

利用光纤传感器可以间接或直接测量温度、压强、应力、流量等很多物理量。现如今光纤F-P传感器由于结构的多样性和灵活性是光纤传感器研究领域的热点；光纤F-P传感技术通过待测量作用于F-P腔产生的腔长变化或者改变腔内折射率进行传感。F-P腔为光纤F-P压力传感器的核心敏感元件，入射光在F-P腔的两个端面形成反射，产生干涉信号，干涉信号随着F-P腔的腔长改变而发生变化，通过对干涉信号进行解调实现对待测参量测量。

现阶段人们制作光纤F-P腔结构的方法主要有飞秒激光微加工，熔接机熔接F-P腔，化学腐蚀法制作F-P腔等。但飞秒激光微加工成本比较高，加工几微米精度的微结构控制难度大；熔接法和化学腐蚀法对结构形状难以控制，传感器重复困难。

现有的光纤传感器件大多为结构单一，测量环境单一，无法实现对多参量、多环境的同时监测。

发明内容

为解决现有F-P传感器制作成本高、结构不规则的光纤F-P腔结构及多参量测量问题，本发明提出一种新型光纤F-P腔传感器件的制备方法，并对其温度、压腔和折射率进行多参量测量，此方法制作的传感器尖端结构强大、体积小、制造简单、成本较低，对温度、压强和折射率都有较好的测量精度。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种新型光纤F-P腔传感器件的制备方法，包括以下步骤；

步骤一：取一段光纤，剥掉5cm的涂覆层后得到一段裸光纤，并用酒精清洗，用光纤切刀将裸光纤沿中间切断；

步骤二：将所述裸光纤固定在载玻片上，并将载玻片放在三维微位移平台11上，启动准分子激光器9，并调节三维微位移平台11使激光光斑聚焦位置与裸光纤端面重合，然后沿光纤轴向向外移动微位移平台使光斑聚焦位置距离裸光纤端面500μm；

步骤三：调节193nm ArF准分子激光器9的脉冲频率为50HZ，电压0.9KV，能量25mJ，打开准分子激光器9，大约每持续5s增加0.2KV电压，一直加到1.20KV后停止增加电压，关闭激光器，取下制作出的传感器；

步骤四：在距光纤顶端的500μm处得到一个40.5μm×40.5μm的正方形的微孔，由于紫外激光在刻蚀光纤过程中会在孔内留下很多二氧化硅晶体杂质，用5％的氢氟酸溶液清洗孔内杂质，制成了一个关于压强、温度和液体折射率同时测量的传感器。

所述的三维微位移平台上设有CCD摄像头，CCD摄像头作用是实时监控微结构加工过程，根据所需要的结构控制三维微位移平台11和准分子激光器9相应参数。