一种微纳光纤迈克尔逊干涉式氢气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CN107101960A(43)申请公布日2017.08.29(21)申请号201710475234.5(22)申请日2017.06.21(71)申请人深圳大学地址518060广东省深圳市南山区南海大道3688号(72)发明人廖常锐王义平杨天航(74)专利代理机构深圳市恒申知识产权事务所(普通合伙)44312代理人王利彬(51)Int.Cl.G01N21/31(2006.01)G01J3/45(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称一种微纳光纤迈克尔逊干涉式氢气传感器及其制备方法(57)摘要本发明适用于传感器技术领域，提供了一种微纳光纤迈克尔逊干涉式氢气传感器，包括宽带光源单元，用于产生预置宽度的宽带光并发送给耦合单元；耦合单元用于对所述宽带光进行分束，将分束得到传感检测光发送给传感光路，及将分束得到的参考光发送给参考光路；传感光路用于对传感检测光进行反射，将反射得到传感检测反射光发送给耦合单元；参考光路用于对参考光进行反射，将反射得到参考反射光发送给耦合单元；耦合单元还用于对传感检测反射光和参考反射光进行合束，将合束得到的干涉光发送给解调单元；解调单元用于对干涉光进行检测与解调，得到干涉光谱。本发明实施例提供的传感器制备简单、加工重复性好。CN107101960ACN107101960A权利要求书1/2页1.一种微纳光纤迈克尔逊干涉式氢气传感器，其特征在于，包括宽带光源单元、耦合单元、传感光路、参考光路和解调单元；其中，所述传感光路与所述参考光路的光路长度不同，并且所述传感光路中包含有与氢气接触时可发生形变的对氢敏感部；所述宽带光源单元，与所述耦合单元相连接，用于产生预置宽度的宽带光，并将所述宽带光发送给所述耦合单元；所述耦合单元，分别与所述传感光路、所述参考光路和所述解调单元相连接，用于对所述宽带光进行分束，将分束得到传感检测光发送给所述传感光路，及将分束得到的参考光发送给所述参考光路；所述传感光路，用于为所述传感检测光提供第一传输光路，并在所述第一传输光路的末端将所述传感检测光进行反射得到传感检测反射光，并使得传感检测反射光再由所述第一传输光路返回至所述耦合单元；所述参考光路，用于为所述参考光提供第二传输光路，并在所述第二传输光路的末端将所述参考光进行反射得到参考反射光，并使得参考反射光再由所述第二传输光路返回至所述耦合单元；所述耦合单元，还用于对所述传感检测反射光和所述参考反射光进行合束形成干涉光，将合束得到的干涉光发送给所述解调单元；所述解调单元，用于对所述干涉光进行检测与解调，得到干涉光谱。2.如权利要求1所述的微纳光纤迈克尔逊干涉式氢气传感器，其特征在于，所述耦合单元为3dB耦合器。3.如权利要求1所述的微纳光纤迈克尔逊干涉式氢气传感器，其特征在于，所述传感光路包括迈克尔逊传感臂和第一法拉第旋转镜；所述迈克尔逊传感臂，分别与所述耦合单元和所述第一法拉第旋转镜相连接，用于将所述耦合单元传输的传感检测光传输给所述第一法拉第旋转镜；所述对氢敏感部位于所述迈克尔逊传感臂上；所述第一法拉第旋转镜，用于对所述传感检测光进行反射，将反射得到的传感检测反射光通过所述迈克尔逊传感臂传输至所述耦合单元。4.如权利要求1所述的微纳光纤迈克尔逊干涉式氢气传感器，其特征在于，所述参考光路包括参考臂和第二法拉第旋转镜；所述参考臂，分别与所述耦合单元和所述第二法拉第旋转镜相连接，用于将所述耦合单元传输的参考光转发给所述第二法拉第旋转镜；所述第二法拉第旋转镜，用于对所述参考光进行反射，将反射得到的参考反射光通过所述参考臂传输至所述耦合单元。5.如权利要求3所述的微纳光纤迈克尔逊干涉式氢气传感器，其特征在于，所述迈克尔逊传感臂为预置长度的微纳光纤；所述微纳光纤的外表面镀有预置厚度的氢气敏感薄膜形成的所述对氢敏感部。6.如权利要求5所述的微纳光纤迈克尔逊干涉式氢气传感器，其特征在于，所述氢气敏感薄膜为钯膜，所述钯膜的厚度小于20纳米。7.如权利要求5或6所述的微纳光纤迈克尔逊干涉式氢气传感器，其特征在于，所述微纳光纤封装于一氟化镁基片上。2CN107101960A权利要求书2/2页8.如权利要求4所述的微纳光纤迈克尔逊干涉式氢气传感器，其特征在于，所述参考臂为预置长度的单模光纤。9.一种微纳光纤迈克尔逊干涉式氢气传感器的制备方法，其特征在于，包括：采用预置光纤拉锥方法制备出直径小于10微米的微纳光纤，以所述微纳光纤作为传感臂；在耦合器的第一端连接宽带光源单元，在所述耦合器的第四端连接光谱仪，在所述耦合器的第二端连接所述微纳光纤的第一端，在所述耦合器的第三端连接作为参考臂的单模光纤的第一端，在所述微纳光纤的第二端连接第一法拉第旋转镜，在所述参考臂的第二