[发明专利]一种制备微纳光纤传感器的系统及方法

权利要求书

1.一种制备微纳光纤传感器的系统，其特征在于，包含激光光源、基座、第一固定支架、第二固定支架、氢氟酸滴管、滑台、丝杠、步进电机、光功率计、光学显微镜、控制模块和显示模块；

所述第一固定支架、第二固定支架平行设置在所述基座上，用于固定住待腐蚀光纤的两端、使其呈水平拉直状；

所述激光光源的输出端和待腐蚀光纤的一端相连，光功率计和待腐蚀光纤的另一端相连，其中，激光光源用于发出激光使其在待腐蚀光纤中传播，光功率计用于测量经待腐蚀光纤传播后激光的光功率，激光光源和光功率计相配合以确保待腐蚀光纤在腐蚀中和腐蚀后的光传播性能良好；

所述基座在第一固定支架、第二固定支架之间设有滑槽，滑槽中设有滑块，且所述滑台的下端面和滑块固连，使得所述滑台能够沿所述滑槽自由滑动；

所述滑台的上端面上设有防腐蚀层、且滑台上端面和待腐蚀光纤之间的距离为预设的距离阈值；

所述滑台上设有和所述丝杠相配合的螺纹孔，所述丝杠通过所述螺纹孔穿过滑台、和所述滑槽平行设置，丝杠的两端分别通过轴承座和所述第一固定支架、第二固定支架相连；

所述步进电机的输出轴和所述丝杠的一端固连；

所述氢氟酸滴管内盛有氢氟酸溶液，用于将氢氟酸溶液滴至滑台上端面上的待腐蚀光纤、对其进行腐蚀；

所述控制模块分别和所述光学显微镜、显示模块电气相连；

所述光学显微镜用于拍摄滑台上端面上的光纤、计算其直径，并将拍摄的图片和计算的直径传递给所述控制模块；

所述控制模块用于控制所述步进电机工作，并控制显示模块显示接收到的图片和直径。

2.根据权利要求1所述的制备微纳光纤传感器的系统，其特征在于，所述预设的距离阈值的范围为0.1mm-5mm。

3.基于权利要求1所述的制备微纳光纤传感器的系统的微纳光纤传感器制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1），对待腐蚀光纤进行预处理：

步骤1.1），使用光纤切割机切割出需要进行腐蚀的光纤段；

步骤1.2），使用光纤剥线钳剥除需要腐蚀光纤段的涂覆层塑料皮套；

步骤1.3），使用氢气火焰烧蚀去除需要腐蚀光纤段的光纤包层，将得到的裸露纤芯的光纤放入超声波清洗机中、加入适量的去离子水对烧蚀残留的灰烬进行清洗；

步骤1.4），取出清洗后的裸露纤芯的光纤，放置室内自然风干；

步骤2），通过第一固定支架、第二固定支架对风干后的光纤进行固定，使其使其呈水平拉直状；

步骤3），控制步进电机工作，使得滑台移动至第一固定支架处，并将光纤的两端分别连接激光光源和光功率计；

步骤4），使用氢氟酸滴管向滑台上端面的光纤滴入一滴氢氟酸溶液，腐蚀光纤；

步骤5），控制模块控制显示模块显示光学显微镜拍摄的光纤被腐蚀部分的图片和光纤被腐蚀部分的直径；

步骤6），将光纤被腐蚀部分的直径减去预设的目标直径阈值得到偏离值；

步骤7），将偏离值和预设的误差阈值进行比较，如果偏离值大于所述误差阈值，重复执行步骤4）至步骤6），直至偏离值小于等于所述误差阈值；

步骤8），判断光纤整段是否被腐蚀完毕，如果不是，控制步进电机工作，使得滑台向第二固定支架移动预设的距离阈值，将光纤中已经被腐蚀的部分移出滑台上端面；

步骤9），重复执行步骤4）至步骤8），直至光纤整段全部被腐蚀完毕；

步骤10），对腐蚀后的光纤进行后处理：将腐蚀后的微纳光纤放置于去离子水中，浸泡后取出放置室内自然风干，以完全清洗掉残留在光纤表面的氢氟酸溶液。

4.基于权利要求1所述的制备微纳光纤传感器的系统的微纳光纤传感器制备方法，其特征在于，所述氢氟酸滴管中氢氟酸溶液的浓度范围为10%~40%。