[实用新型]一种基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器

说明书

本实用新型公开了一种基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器，包括光纤，所述光纤包括纤芯与包层；其特征在于，所述光纤具有凹槽；所述凹槽内具有波导、以及聚合物结构的回音壁谐振腔。本实用新型首次提出了利用激光聚合技术在光纤内部集成回音壁谐振腔。和现有的技术相比，本实用新型最突出的优势是集成度更高，能保证该谐振器的一体化，并且结构紧凑；加工时长减少，结构尺寸减小，提高了器件的稳定性且结构设计更加灵活，为满足不同环境的需求提供了极大保障。

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，特别是涉及一种基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器。

背景技术

光在闭合腔体边界内以大于临界角的方向传播时会在腔的表面产生全反射效应，当光波路径满足一定相位匹配条件时，就可以互相叠加增强，形成驻波场并保持一种稳定的行波传播模式，这种模式被称为回音壁模式，形成的腔称为回音壁模式谐振腔。典型的回音壁模式谐振腔有几种不同的结构，如波导微环腔，微环芯腔，微球腔等。回音壁谐振腔由于具有对外界环境变化的高敏感性，被广泛应用于高灵敏度传感器的开发，在非线性光学、窄带光学滤波、超高灵敏度微型传感器等许多领域具有广泛的应用前景。当前，具有回音壁谐振腔的光纤传感器的制作依然较难实现。

已知的微纳光纤耦合法，该方法利用微纳光纤强倏逝场可以将微纳光纤中的光耦合到微盘或微环谐振腔中形成谐振器。但该方法形成的谐振器非一体化，制备步骤比较繁琐，系统不稳定，需要对微纳光纤进行精密地操作。

已知的光纤端面耦合法，该方法是在光纤端面利用紫外胶黏合微球，通过接入环形器来形成谐振器，但该方法灵活性差，光能量损耗大。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的问题，本实用新型提出了一种基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器及其制备方法。

本申请提供了一种基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器， 包括光纤，所述光纤包括纤芯与包层；其特征在于，所述光纤具有凹槽；所述凹槽内具有波导、以及聚合物结构的回音壁谐振腔。

作为本实用新型提供的基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器的一种改进，所述聚合物结构为聚合物单体经激光聚合加工形成的固化结构。

作为本实用新型提供的基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器的一种改进，所述聚合物结构为光刻胶固化结构。

作为本实用新型提供的基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器的一种改进，所述凹槽的底部高度低于纤芯，所述凹槽将纤芯截断为第一纤芯和第二纤芯；所述波导为聚合物结构，波导的两端分别连接第一纤芯和第二纤芯。

作为本实用新型提供的基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器的一种改进，所述波导为凹槽内纤芯。

作为本实用新型提供的基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器的一种改进，所述回音壁谐振腔为微盘腔、微环腔、微球腔、微碟腔、或微柱腔。

作为本实用新型提供的基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器的一种改进，所述回音壁谐振腔的直径为20 μm-60 μm。

作为本实用新型提供的基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器的一种改进，所述波导直径为1 μm-2 μm。

作为本实用新型提供的基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器的一种改进，所述波导和回音壁谐振腔之间的间隙为0-2 μm。

作为本实用新型提供的基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器的一种改进，所述光纤还包括涂覆层。

本申请具有以下有益效果：