[发明专利]回音壁模式温度传感器及其制备方法

说明书

本发明涉及一种回音壁模式温度传感器及其制备方法。一种回音壁模式温度传感器的制备方法，包括如下步骤：在多芯光纤的端面通过光刻技术写出光波输入结构、光波输出结构、光波导、微球底座及微漏斗，其中所述光波输入结构与光波输出结构分别对应覆盖所述多芯光纤的任两根纤芯，所述光波导连接于所述光波输入结构与所述光波输出结构之间；对所述光波输入结构、光波输出结构、光波导、微球底座以及微漏斗进行显影及固化；将微球通过所述微漏斗组装至所述微球底座，直至所述微球与所述光波导相互耦合。使用上述制备方法制备出的回音壁模式温度传感器，具有空间需求小、测量准确性高等特点，能够适应空间狭小环境下的温度检测。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别是涉及一种回音壁模式温度传感器及其制备方法。

背景技术

在对环境温度进行检测时，现有的温度检测方式通常有液体测温法、热电偶测温法、电阻测温法以及红外线测温法等等。随着光学器件研究的不断深入逐渐拓宽，光学器件也逐渐应用至温度测量设备中。回音壁模式微腔技术是一种利用微腔的高品质因子的回音壁模式共振波长对外界刺激具有高灵敏度响应的特性实现传感的技术，具体为当光波在一个微球形共振腔内传播，并且入射角大于全反射临界角时，光将会限制在微球腔内形成闭合的回音壁模式。采用回音壁模式进行温度传感的装置，通常需要较大的耦合装置将为球形共振腔与检测区域进行耦合，然而，较大的耦合装置在进行传感检测时，由于体积较大，难以适用于空间狭小的环境下的检测。

发明内容

基于此，有必要针对现有的回音壁模式传感装置体积较大的问题，提供一种回音壁模式温度传感器及其制备方法。

一种回音壁模式温度传感器的制备方法，包括如下步骤：

在多芯光纤的端面通过光刻技术写出光波输入结构、光波输出结构、光波导、微球底座及微漏斗，其中所述光波输入结构与光波输出结构分别对应覆盖所述多芯光纤的任两根纤芯，所述光波导连接于所述光波输入结构与所述光波输出结构之间；

对所述光波输入结构、光波输出结构、光波导、微球底座以及微漏斗进行显影及固化；

将微球通过所述微漏斗组装至所述微球底座，直至所述微球与所述光波导相互耦合。

上述回音壁模式温度传感器的制备方法，通过将光波输入结构、光波输出结构、光波导、微球底座以及微漏斗通过光刻技术写在多芯光纤的端面，能够有效地缩小回音壁模式温度传感器所需的空间，并且能够实现光波输入结构、光波输出结构与多芯光纤的高效耦合，有利于提升多芯光纤中信号光的利用效率以及回音壁模式温度传感器的测量准确性；通过光波输入结构、光波输出结构分别对应覆盖多芯光纤的任两根纤芯，能够实现光波输入结构、光波输出结构与多芯光纤的高效耦合，提升多芯光纤内的信息利用率，从而提升回音壁模式温度传感器的测量稳定性；通过光波导与微球之间相互耦合，从而光线在光波导外侧形成的倏逝波能够耦合入微球腔中并于微球腔中形成共振，进而激发微球腔的回音壁模式，因此能够实现对温度进行检测；通过使用微漏斗将微球组装至微球底座，能够提升微球的组装定位准确度与组装效率，从而有助于提升回音壁模式温度传感器的稳定性、减少测量误差。使用上述制备方法制备出的回音壁模式温度传感器，具有空间需求小、测量准确性高等特点，能够适应空间狭小环境下的温度检测。

在其中一个实施例中，步骤“在多芯光纤的端面通过光刻技术写出光波输入结构、光波输出结构、光波导、微球底座及微漏斗”中，还包括如下步骤：

在多芯光纤的端面通过光刻技术写出包括依次连接的微柱、全反射棱镜及微锥体的光波输入结构；和/或，

在多芯光纤的端面通过光刻技术写出包括依次连接的微柱、全反射棱镜及微椎体的光波输出结构。

在其中一个实施例中，步骤“对所述微型结构进行显影及固化”之后，还包括如下步骤：

将所述光波输入结构、光波输出结构置于真空环境中；