[发明专利]一种基于空心光纤光场共振结构的制作方法及镀膜方法

说明书

本发明公开了一种空心光纤外壁镀膜方法，在空心光纤外壁表面涂覆紫外固化胶，从空心光纤一端入射紫外激光，使空气芯内的紫外光进入空心光纤侧壁，部分光在空心光纤外壁共振后从表面溢出，对紫外固化胶作用，形成厚度均匀、致密性高的薄膜。本发明还提出一种基于空心光纤的光场共振结构及其制作方法。

技术领域

本发明涉及空心光纤传感技术领域，尤其涉及一种基于空心光纤侧壁光场共振结构的制作方法及镀膜方法。

背景技术

纯光纤传感器对环境温度、应变、折射率和声波的变化有很好的响应。然而受到纯光纤材料本身固有特性的限制，如热膨胀系数低及杨氏模量高，制备的光纤温度和应变传感器的灵敏度很低。聚合物材料具有高热膨胀系数、高热光系数以及低杨氏模量等特点，恰好可以弥补纯光纤传感结构的这些不足，因此对纯光纤结构进行增敏显得尤为重要。

传统的镀膜工艺有化学气相沉积、物理气相沉积、磁控溅射、喷涂、蒸镀、电镀等，工艺虽然成熟但流程较为复杂，或者需要较大的仪器设备，也不适合用于聚合物镀膜。蘸取、旋涂等方法虽然简便，但制备薄膜不够均匀致密。

发明内容

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种基于空心光纤侧壁光场共振结构的制作方法及镀膜方法。

本发明还提出一种空心光纤外壁镀膜方法，包括下列步骤：

在空心光纤外壁表面涂覆紫外固化胶，从空心光纤一端入射紫外激光，使得紫外固化胶在空心光纤外壁固化形成薄膜。

优选地，还包括下列步骤：在空心光纤一端熔接多模光纤，空心光纤与多模光纤偏轴熔接，通过多模光纤向空心光纤内入射紫外激光，在空心光纤侧壁内形成共振腔；

优选地，在多模光纤远离空心光纤一端同轴熔接单模光纤，通过紫外激光器和单模光纤向多模光纤内入射紫外激光；

优选地，形成薄膜后，用显影液对紫外固化胶进行清洗，去除空心光纤外部未曝光的紫外固化胶；

优选地，通过控制紫外激光的功率控制所述薄膜厚度。

本发明中，所提出的空心光纤外壁镀膜方法，在空心光纤外壁表面涂覆紫外固化胶，从空心光纤一端入射紫外激光，使空气芯内的紫外光进入空心光纤侧壁，部分光在空心光纤外壁表面共振后溢出，从而对紫外固化胶作用，形成厚度均匀、致密性高的薄膜。

本发明还提出一种根据上述基于空心光纤的光场共振结构的制作方法，包括下列步骤：

S1、将单模光纤和多模光纤同轴熔接，并将空心光纤偏轴熔接在多模光纤远离单模光纤一端，在空心光纤侧壁内形成共振腔；

S2、在空心光纤外壁表面涂覆紫外固化胶；

S3、通过紫外激光器从单模光纤远离多模光纤一端入射紫外激光，使得紫外固化胶在空心光纤外壁固化形成薄膜。

优选地，还包括：S4、用显影液对紫外固化胶进行清洗，去除空心光纤外部未曝光的紫外固化胶。

优选地，在S3中，所述紫外激光器的激光波长为390-420nm，光斑大小为4-6mm，最大功率为90-110mw。

本发明中，所提出的基于空心光纤侧壁光场共振结构的制作方法，其技术效果与上述空心光纤外壁镀膜方法类似，进一步地，将空心光纤先熔接在多模光纤一端，然后再进行镀膜，避免熔接过程中对薄膜造成二次损坏。

本发明提出的一种基于空心光纤的光场共振结构，包括依次熔接的单模光纤、多模光纤和空心光纤；

单模光纤内设有单模纤芯，多模光纤内设有多模纤芯，单模纤芯、多模纤芯和空心光纤的空气芯依次对应设置，且单模纤芯和多模纤芯同轴布置，所述空心光纤的空气芯与二者偏轴设置，在空心光纤的侧壁内形成共振腔，空心光纤外壁表面设有聚合物薄膜。