[实用新型]一种用于测量海水温盐深的光纤传感器

说明书

本实用新型公开了一种用于测量海水温盐深的光纤传感器，包括材料为光子晶体的纤芯，所述纤芯的外部固定连接有包层，所述包层上设置有多个空气孔，所述空气孔对称设置在包层内，其中相邻两个空气孔朝向外界的方向开通设置有横截面为W的缺口，所述缺口的表面镀上薄膜。该传感器使用扇形微结构光子晶体光纤，相比于传统光纤，镀膜和填充的工艺都较为简单，易批量加工生产；本扇形微结构光纤去除的空气孔相邻且面积大，镀膜更为简单方便；本实用新型同时使用LMR与SPR效应，其中LMR在p与s偏振光下均可发生共振，使其灵敏度与精度大大提高。

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其涉及一种用于测量海水温盐深的光纤传感器。

背景技术

近年来，光纤传感器成为物理领域的又一研究热点。近几年薄膜涂敷光纤在传光时所产生的电磁波共振，被发现可以用于光纤传感器的制作。光纤传感器具有其他传统传感器不具备的优点，体积小、无电磁干扰、灵敏度高，与此同时，折射率这一物理量可以与许多性质联系起来，因此可以用来测量浓度，湿度，识别生物反应。

表面等离子体共振(SPR)指的是当光波在介质中传输且到达界面时，光波会以倏逝场的形式进入金属层中，这时只要光波倏逝场满足金属层中等离子体的共振条件，那么，满足条件的那部分光波能量将会转化成等离子体波的震荡能量。制作这种传感器需要把贵金属纳米粒子修饰到光纤上，利用金属纳米粒子的SPR效应来进行传感器的制备，具有对周围介质环境敏感和方便修饰的特性。

损失模式共振效应(LMR)是一种近几年被提出的共振效应。它被提出后的近几年的时间里，基于LMR效应的光纤传感器被迅速应用于折射率传感的研究，并且在低折射率附近也具有较高的灵敏度。LMR指的是倏逝波与导电金属氧化物内的损失模式之间相互耦合产生的共振。它发生时光波导中传输的光的强度将急剧降低，从而形成共振波谷。LMR效应对外界折射率很敏感，当外界折射率变化时，LMR的共振波谷也会产生相应变化，反映出外界物质的折射率变化，因此，可以通过折射率换算得到待测量。与其他血脂分析仪相比，基于LMR效应的传感技术的仪器具有如下显著特点：第一，高灵敏度和高分辨率，到目前为止相比于其他类形的光纤传感器，光纤LMR传感器的灵敏度提升两个数量级，可以达到300,000nm/RIU。第二，生产成本低，易于批量生产。

尽管基于LMR光纤传感器有着众多优良特性，但因其测量目标的单一性，很难被广泛用于测量复杂溶液。

实用新型内容

根据现有技术存在的问题，本实用新型公开了一种用于测量海水温盐深的光纤传感器，具体结构包括：材料为光子晶体的纤芯，所述纤芯的外部固定连接有包层，所述包层上设置有六个空气孔，所述空气孔对称设置在包层内，其中相邻两个空气孔朝向外界的方向开通设置有横截面为W的缺口。

进一步的，所述缺口包括被去除空气孔表面，所述被去除空气孔表面的镀膜材料为TiO₂，其他空气孔表面镀膜材料为金膜。

进一步的，所述六个空气孔的大小相同、其中相邻两个空气孔的边界隔离层的厚度为2μm。

进一步的，所述被去除空气孔表面的镀膜TiO₂的厚度为80nm—100nm，其中空气孔表面金膜的厚度为50nm。

所述六个空气孔包括第一空气孔，所述第一空气孔与其关于中心轴对称的另一个空气孔中填充有热光学敏感材料。

由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的一种用于测量海水温盐深的光纤传感器，该传感器使用扇形微结构光子晶体光纤，相比于传统的光纤，镀膜和填充的工艺都较为简单、因此易批量加工生产；本扇形微结构光纤去除的空气孔相邻且面积大，镀膜更为简单方便；本实用新型同时使用LMR与SPR效应，其中LMR在p与s偏振光下均可发生共振，使其灵敏度与精度大大提高；该传感器可以有效解决了其测量目标单一的问题，使其集高精度，高灵敏度，多功能于一身，有着巨大的实用价值。

附图说明