[发明专利]同时检测温度与湿度的光纤传感器及其制备方法

权利要求书

1.同时检测温度与湿度的光纤传感器，其特征在于：包括普通单模光纤(1)，该普通单模光纤(1)芯层为普通单模光纤纤芯(2)；在所述的普通单模光纤(1)上设置裸芯区域，露出普通单模光纤纤芯(2)；在所述的裸芯区域上覆盖金膜(4)，在金膜(4)上覆盖PDMS膜(3)，形成基于等离子体共振的温度传感器；所述的普通单模光纤(1)一侧端面与空芯光子晶体光纤(5)一侧的端面熔接，形成基于法布里－珀罗干涉的检测湿度传感器。

2.根据权利要求1所述的同时检测温度与湿度的光纤传感器，其特征在于：在所述的空芯光子晶体光纤(5)另一侧端面设置PVA膜(6)，形成F-P腔。

3.根据权利要求1所述的同时检测温度与湿度的光纤传感器，其特征在于：所述的裸芯区域沿普通单模光纤(1)轴向的长度为15～20mm。

4.根据权利要求1所述的同时检测温度与湿度的光纤传感器，其特征在于：所述的金膜(4)的厚度为30～40nm。

5.根据权利要求1所述的同时检测温度与湿度的光纤传感器，其特征在于：所述的PDMS膜(3)的厚度为10～15μm。

6.权利要求1-5中任意一项所述的同时检测温度与湿度的光纤传感器的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)切取普通单模光纤(1)，两端切平；选取普通单模光纤(1)的中间15mm～20mm的部分，去除涂覆层和包层，形成裸芯区域，得到处理过的普通单模光纤(1)；

2)超声波清洗机处理过的普通单模光纤(1)放在等离子溅射仪中先镀制30～40nm厚度的金膜(4)，取出镀完膜的普通单模光纤(1)，将PDMS混合液涂覆到镀完金膜(4)的上面，厚度为10～15μm，加热固化；

3)先去除空芯光子晶体光纤(5)的涂覆层，用光纤切割刀进行切割，截取空芯光子晶体光纤(5)，两端切平；

4)清洗涂覆的空芯光子晶体光纤(5)端面，利用垂直提拉涂覆机对空芯光子晶体光纤(5)的另一侧端面设置PVA膜(6)，形成F-P腔；

5)利用光纤熔接机对普通单模光纤(1)与空芯光子晶体光纤(5)另一端进行熔接，完成普通单模光纤与空芯光子晶体光纤的熔接。

7.根据权利要求6所述的同时检测温度与湿度的光纤传感器的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述的PDMS混合液制备方法为：按照10：1的比例将液态硅油与道康宁SYLGARD184硅橡胶固化剂混合，并在室温下进行缓慢搅拌，放置20～30min；然后使用真空搅拌机分离以至产生大量的气泡，并进行充分的搅拌，直到搅拌到没有气泡为止。

8.根据权利要求6所述的同时检测温度与湿度的光纤传感器的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述的加热固化是在放置恒温干燥箱中加热固化，加热温度为55～65℃，加热1.5～2h。

9.根据权利要求6所述的同时检测温度与湿度的光纤传感器的制备方法，其特征在于：步骤4)中，先将空芯光子晶体光纤(5)固定在载玻片上，然后垂直插入调制好的PVA溶液中，设置提拉速度为350～400nm/s，提拉三次，并且设置干燥的温度范围为55～65℃，干燥时间为1.5～2h，最后等待PVA膜(6)自然冷却。

10.根据权利要求9所述的同时检测温度与湿度的光纤传感器的制备方法，其特征在于：所述的PVA溶液的制备方法为：首先取5g的PVA絮状固体与100ml的去离子水混合，配置5％的PVA水溶液，先将PVA水溶液放置振荡器上振荡25～30min，随后将PVA水溶液放置搅拌机上，将搅拌机温度调至110～120℃，在加热的同时进行搅拌，持续搅拌，直至PVA絮状固体消失为止，得到需要的PVA溶液。