一种新型D型微结构光纤传感器及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109405858A(43)申请公布日2019.03.01(21)申请号201811535810.1(22)申请日2018.12.14(71)申请人东北大学地址110819辽宁省沈阳市和平区文化路三巷11号(72)发明人王琦王雪州宋行王波涛赵万明井建迎汪颖(74)专利代理机构大连东方专利代理有限责任公司21212代理人赵淑梅李馨(51)Int.Cl.G01D5/353(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称一种新型D型微结构光纤传感器及其制备方法(57)摘要本发明属于光传感技术领域，涉及一种新型D型微结构光纤传感器及其制备方法。本发明基于D型LMR微结构光纤，将以纤芯为圆心构成LMR微结构光纤直径外的D型LMR微结构光纤去除，保留完整的纤芯，半圆形包层及设置于纤芯和包层之间的空气孔，在纤芯及其两侧的空气孔间隔的边界隔离层构成完整光滑的平面上，平面上镀有TiO2薄膜层，TiO2薄膜层上镀有HfO2薄膜层。随着HfO2厚度贡献的百分比增加，灵敏度上升到远高于单个TiO2薄膜获得的值，能够有效的提高传感的稳定性和灵敏度。本发明解决了现有技术中难以在微结构光纤中均匀镀膜和灵敏度较低的问题，且结构简单、易实现，可在微结构光纤等领域广泛推广。CN109405858ACN109405858A权利要求书1/1页1.一种新型D型微结构光纤传感器，其特征在于，基于D型LMR微结构光纤，所述D型LMR微结构光纤包括完整的纤芯、半圆形包层及设置于纤芯和包层之间的空气孔，所述空气孔的横截面为扇形，空气孔之间设置有边界隔离层，其中两个边界隔离层以纤芯为圆心构成LMR微结构光纤的直径，即纤芯及其两侧的边界隔离层构成的完整光滑的平面，所述平面上镀有TiO2薄膜层，TiO2薄膜层上镀有HfO2薄膜层。2.根据权利要1所述的新型D型微结构光纤传感器，其特征在于，所述的D型结构LMR微结构光纤包括3个完全相同空气孔。3.根据权利要1所述的新型D型微结构光纤传感器，其特征在于，所述的相邻空气孔的边界隔离层的厚度为2μm～3μm。4.根据权利要1所述的新型D型微结构光纤传感器，其特征在于，所述的D型LMR微结构光纤直径为125μm～150μm。5.根据权利要1所述的新型D型微结构光纤传感器，其特征在于，所述的D型LMR微结构光纤的纤芯直径为15μm～30μm。6.根据权利要1所述的新型D型微结构光纤传感器，其特征在于，所述的TiO2薄膜层厚度为50nm～100nm。7.根据权利要1所述的新型D型微结构光纤传感器，其特征在于，所述的HfO2薄膜层的厚度为50nm～100nm。8.权利要求1所述的新型D型微结构光纤传感器的制备方法，其特征在于，以LMR微结构光纤为原料，且所述LMR微结构光纤包括纤芯、包层及设置于纤芯和包层之间的空气孔，所述空气孔的横截面为扇形，空气孔之间设置有边界隔离层，其中两个边界隔离层以纤芯为圆心构成LMR微结构光纤的直径，将以纤芯为圆心构成LMR微结构光纤直径外的D型LMR微结构光纤去除，保留完整的纤芯，在纤芯及其两侧的边界隔离层构成的完整光滑的平面上，先镀上TiO2薄膜，然后再镀上HfO2薄膜。9.根据权利要8所述的新型D型微结构光纤传感器制备方法，其特征在于，所述的以纤芯为圆心构成LMR微结构光纤直径外的D型LMR微结构光纤去除的方法，采用微机械加工或者飞秒激光器加工完成。2CN109405858A说明书1/6页一种新型D型微结构光纤传感器及其制备方法技术领域[0001]本发明属于光传感技术领域，涉及一种新型D型微结构光纤传感器及其制备方法。背景技术[0002]近年来，随着经济社会的发展，食品安全、环境监测、化学分析、生物传感等领域的快速、有效的检测是我们亟待解决的问题。特别是在生命医疗、传统能源勘探、海洋开发等领域，对检测各项指标的要求在不断的提高，因此随着检测要求的不断提高，对传感器的灵敏度、精度、分辨率等都提出了更高要求。[0003]光纤传感器具有传统传感器所不可比的优点：灵敏度高、动态范围大、响应速度快、不受电磁干扰、防爆防燃、易于远距离遥测、保密性好、重量轻、机械强度高等。因此光纤传感器在多个领域得到了广泛的应用。然而采用普通光纤作为敏感元件的光纤传感器存在耦合损耗大、保偏特性差和存在交叉敏感问题等若干难以克服的缺点，限制了光纤传感器性能的进一步提高。目前，采用微结构光纤制作传感器是传感器领域研究的一大热点，这类微结构光纤传感器有望解决上述普通光纤传感器存在的问题，并具有多维结构、调谐范围大、模场面积大、可实现多参数测量等一系列优良特性。[0004]基于光纤传感的损失模式共振(LossyModeResonance，LMR)效应作为一