
技术摘要:
本发明请求保护一种利用毛细管制成珐珀传感器的方法,其包括以下步骤:步骤1、对光纤进行包括切断、剥芯、镀膜在内的预处理步骤;步骤2、对毛细管进行激光切割处理;步骤3、将步骤1镀膜的光纤纤芯插入切割后的毛细管,将两端剩下的没有剥外芯的光纤放置在第一V型槽中, 全部
背景技术:
近年来,随着生物、医学、能源、环境、航天航空、军事等领域的快速发展,对传感器 的微型化、轻量化、低能耗、耐恶劣环境能力等提出非常迫切的要求,微纳传感器已成为国 际上的重大科技前沿热点之一。激光微加工技术的迅猛发展为研究新一代微纳光纤传感器 件提供了新的技术手段,因此如何应用激光等现代微纳加工技术在光纤上实现各种微纳功 能性传感器器件是未来光纤传感器发展的重要趋势。在应对各种复杂的测试环境,如航空 航天等领域,对传感器在对高温下的特性也提出了急迫的要求,如何解决传感器在高温下 的测量是传感器领域中的一个十分前沿和重大的科学课题。在高温环境下,测量温度参数 具有同样重要的意义,如何实现传感器在测量指定参数的同时对温度参数的测量也是传感 器领域中的一个十分前沿和重大的科学课题。在光纤传感器中,作为温度、加速度和压力测 量的传感器主要是布拉格光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)和珐珀(Fabry Perot,FP) 腔干涉仪,FBG由于其温度与其它被测量的交叉敏感性和在大应变下光谱畸变使其应用受 到了较大的限制。珐珀传感器由于温度与其它被测量的交叉敏感性小的特点很适合温度、 加速度和压力测量。 CN200810305317.0中提出了一种用激光加工可测量加速度和压力的光纤珐珀传 感器,提供了一种光学性能好、量程可调的光纤珐珀传感器FBG由于其温度与其它被测量的 交叉敏感性受到了较大的限制,所以单一FBG传感器无法实现温度和其他参数的同时测量。 珐珀传感器由于温度与其它被测量的交叉敏感性小的特点很适合温度、加速度和压力测 量,但目前可实现温度和其他参量同时测量的珐珀传感器采用的是多个传感器复用的方 法,结构相对复杂。 现在的珐珀传感器制作复杂,成本高,本发明的制造方法简单,成本低,制成的珐 珀传感器体积小、实用性高。
技术实现要素:
本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种利用毛细管制成珐珀传感器的 方法。本发明的技术方案如下: 一种利用毛细管制成珐珀传感器的方法,其包括以下步骤: 步骤1、对光纤进行包括切断、剥芯、镀膜在内的预处理步骤; 步骤2、对毛细管进行激光切割处理; 步骤3、将步骤1镀膜的光纤纤芯插入切割后的毛细管,将两端剩下的没有剥外芯 的光纤放置在第一V型槽中,并将其中一段使用光纤压板压住,放置毛细管处为第二V型槽, 第一V型槽与第二V型槽同心同轴,然后通过滴胶孔使用UV胶将第一V型槽一端的光纤固定 在槽中,避免两条光纤在进行固定时由于重力在内的外界因素产生偏移,凝固后使用环氧 3 CN 111578973 A 说 明 书 2/3 页 胶固定光纤与毛细管,静置24小时等环氧胶完全凝固后,剪断第一V型槽一端的光纤,得到 珐珀传感器。 进一步的,两条镀膜的光纤的纤芯端面在毛细管内形成一个珐珀腔,当外界温度 发生变化时,毛细管受温度变化的影响,产生形变,从而引起珐珀腔腔长的变化,传播光纤 将珐珀腔长的变化传输出去,经过公式计算可得到腔长的变化量,从而达到对外部环境变 化的测量,具体为:设珐珀初始腔长为L,干涉普对应的一个波峰或波谷的波长为λ,当其受 温度变化从而引起珐珀腔长变化为L ΔL时,波长变为λ Δλ,则有ΔL/L=Δλ/λ,再由感温 材料的热系数K,可得温度变化与腔长变化的关系,得K*ΔT/L=Δλ/λ,ΔT为温度变化量。 进一步的,还在步骤3得到的珐珀传感器两端的光纤处套上保护套,再在整个毛细 管上涂上导热硅脂,导热硅脂用于将外壳感受到的温度变化传到珐珀腔内,然后套在起到 保护作用的管子中。 进一步的,所述步骤1对光纤进行包括切断、剥芯、镀膜在内的预处理步骤;具体包 括:选用50/125的光纤,切成一定的长度;使用工具将光纤一端的外芯剥去;将纤芯用酒精 清洗后,切成7mm或5mm;在处理后的光纤纤芯横截面上镀上在可见光波段的反射率为40% 的反射膜。 进一步的,所述步骤2的毛细管选用热膨胀系数小的可伐合金制成的外径为 500um,内径为250um的毛细管,将毛细管用激光切割为长15mm的小段备用。 本发明的优点及有益效果如下: 本发明的制造方法简单,成本低,制成的珐珀传感器体积小、实用性高。 附图说明 图1是本发明提供优选实施例一种利用毛细管制成珐珀传感器的方法流程图; 图2是将镀膜的光纤纤芯插入切割后的毛细管组装示意图; 图3是两条镀膜的光纤的纤芯端面在毛细管内形成一个珐珀腔示意图; 图4是珐珀传感器两端的光纤处套上保护套和整个毛细管上涂上导热硅脂示意 图。