[发明专利]用于海水温盐深三参数同时测量的光纤传感器及制备方法

权利要求书

1.一种由用于海水温盐深三参数同时测量的光纤传感结构制备的传感器，其特征在于，所述光纤传感结构将凹槽和弧形波导级联于一根光纤，所述光纤为偏芯光纤，纤芯偏移量20-40μm，凹槽在光纤偏芯一侧，沿纤轴方向宽度110-150μm，深度20-40μm，保证凹槽深度方向贯穿包层和部分纤芯；所述弧形波导在光纤偏芯的另一侧包层内，其折射率大于包层折射率，不大于纤芯折射率，对应弦长5-8mm，所在圆半径7-12cm；弧形波导的起点和终点皆处于纤芯和包层的交界处，凹槽距离弧形波导最近的一侧端面到弧形波导最近一侧起点的间距为500-2000μm；

将所述光纤传感结构封装于封装装置中，所述封装装置包括金属管、弹性膜片及标准大气压气体；传感结构封装于金属管中，光纤垂直穿过膜片中心，膜片固定于金属管内部，膜片与金属管壁之间填充有标准大气压气体，实现海水深度—应力—光纤应变的转化，用于海水深度测量；管壁一侧有细密小孔便于海水流入实现盐度测量，且防止杂物进入破坏传感结构。

2.根据权利要求1所述的由用于海水温盐深三参数同时测量的光纤传感结构制备的传感器，其特征在于，弧形波导的折射率与纤芯折射率相同。

3.权利要求1或2所述的传感器中用于海水温盐深三参数同时测量的光纤传感结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：采用飞秒激光刻蚀掉光纤偏芯一侧的部分包层和纤芯形成凹槽，刻蚀过程中用氮气吹走碎屑，之后采用HF酸进行腐蚀得到光滑凹槽端面；

步骤二：将光纤固定在旋转加工平台，所述旋转加工平台由底部的旋转轴和两个对称固定在轴上的支撑臂组成，支撑臂顶端分别装有光纤夹持器用于固定光纤；飞秒激光聚焦于纤芯和包层交界处，旋转加工平台，在光纤偏芯的另一侧包层内写入一段弧形波导。

4.由权利要求1所述的传感器制备的测试系统，其特征在于，该系统包括按照以下顺序连接的光源—单模光纤—光纤传感器—单模光纤—光谱仪，其中单模光纤与光纤传感器中传感结构所在偏芯光纤采用错位熔接的方式连接。