[发明专利]一种基于级联毛细管光纤的反射式微流腔的制作方法

说明书

本发明公开了一种基于级联毛细管光纤的反射式微流腔的制作方法，属于光纤传感技术领域，其特征为：由单模光纤(1)、大孔径毛细管光纤(2)和小孔径毛细管光纤(3)组成。其中将单模光纤(1)与大孔径毛细管光纤(2)错位拼接留出的部分作为进液口，小孔径毛细管光纤(3)尾端作为出液口，进液口和出液口分别与微流泵(8)和废液池(9)相连。该传感器单元通过错位熔接和电弧放电实现纤内微流腔的制作，具有结构简单、灵敏度高等特点，且不易受外界环境的干扰，可以在各种复杂环境下工作，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于光纤传感技术领域，具体涉及一种基于级联毛细管光纤的反射式微流腔的制作方法。

背景技术

传感技术作为信息获取的一个重要角色正得到愈来愈广泛的应用，光纤传感技术作为传感技术的发展前沿，是国内外发展的战略性新兴产业。光纤传感技术在原理探索、应用技术研发及实用化、产业化等方面取得了诸多成果，在我国交通、建筑、医疗、石化等领域的应用取得了显著进展。光纤传感器作为传感器中的一支新秀，具有灵敏度高、体积小、抗电磁干扰能力强、能够进行分布测量以及传感信息易于通过光纤传输与组网等特点受到人们的广泛关注，在极端环境下能完成传统传感器难以完成的任务，扩展了传统传感器的功能，因此得到了广泛的应用。在一些大型工程如水利与水电工程、桥梁隧道、大型展览馆与会场、输油气管道、大型舰船、环境与公路工程等的安全和健康监测，以及地质灾害的预防中都开始大量采用光纤应力(压力)与温度传感器。在科学研究中，光纤传感器更是充分展示了它对系统无破坏干扰、便于安装、灵敏度高等特点，受到科学工作者的重视。目前大多数光纤传感器检测液体样品折射率时，是通过将光纤传感器置于液体样品中来实现的，这种检测方法需要耗费较多的液体样品，而且容易受到外界环境的干扰。本发明利用毛细管光纤，使光和液体样品在毛细管光纤内部相互作用，实现对液体样品折射率的检测，检测过程中只需使液体样品充满毛细管光纤内部即可，该检测方法减少了液体样品的用量，而且还可以有效的避免外界环境的干扰。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于级联毛细管光纤的反射式微流腔的制作方法，以实现对纤内液体样品折射率的测量，该反射式微流腔引用了游标效应，提高了检测灵敏度。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于级联毛细管光纤的反射式微流的传感系统，由超连续谱光源(4)、光纤环形器(5)、级联毛细管光纤的反射式微流传感探头(6)、光谱分析仪(7)、微流泵(8)和废液池(9)组成。

进一步的，所述的级联毛细管光纤的反射式微流腔的制备方法包括以下步骤：

1)将一段单模光纤和大孔径毛细管光纤去除涂覆层，用酒精擦拭后使用切割刀将端面切平；

2)使用光纤在线微加工平台将步骤1)得到的单模光纤和大孔径毛细管光纤错位熔接，形成第一个熔接点，使得大孔径毛细管光纤的孔在空气中暴露出一部分，用作进液口；

3)对步骤2)得到的单模光纤-大孔径毛细管光纤结构距第一个熔接点约230微米处利用光纤切割刀进行切割；

4)将一段小孔径毛细管光纤去除涂覆层，用酒精擦拭后使用切割刀将端面切平；

5)利用光纤在线微加工平台将步骤3)得到的单模光纤-大孔径毛细管光纤结构与步骤4)得到的小孔径毛细管光纤对齐熔接，形成第二个熔接点；

6)利用光纤切割刀对步骤5)得到的单模光纤-大孔径毛细管光纤-小孔径毛细管光纤结构中距第二个熔接点约360微米处的小孔径毛细管光纤进行切割。

进一步的，步骤1)所述的单模光纤的纤芯直径为8.2微米，包层直径为125微米，所述的大孔径毛细管光纤内径为70微米，外径为125微米；步骤4)所述的小孔径毛细管光纤内径为10微米，外径为125微米。