欢迎来到知嘟嘟! 联系电话:13336804447 卖家免费入驻,海量在线求购! 卖家免费入驻,海量在线求购!
知嘟嘟
我要发布
联系电话:13336804447
知嘟嘟经纪人
收藏
专利号: 202110583256X
申请人: 重庆三峡学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-04-26
缴费截止日期: 暂无
价格&联系人
年费信息
委托购买

摘要:

权利要求书:

1.圆弧端面同轴双波导光纤二维位移传感器,包括宽谱光源,单模光纤,三维位移台,光谱仪,其特征在于:还包括有一端为圆弧端面的同轴双波导光纤、调制传感渐变折射率多模光纤,金属膜,石英毛细管,甘油水溶液;其中,所述三维位移台的两侧夹具分别夹持相对设置的单模光纤一端及同轴双波导光纤的一端,单模光纤的另一端连接宽谱光源,同轴双波导光纤的圆弧端面的一端与调制传感渐变折射率多模光纤的入射端对向设置固定在待检测物上,调制传感渐变折射率多模光纤的另一端连接光谱仪,所述调制传感渐变折射率多模光纤成哑铃型,其收缩部为腐蚀镀膜区,腐蚀镀膜区表面环形包覆有金属膜,调制传感渐变折射率多模光纤的腐蚀镀膜区位于石英毛细管中部,石英毛细管两端通过光学胶与调制传感渐变折射率多模光纤密封连接,石英毛细管与调制传感渐变折射率多模光纤间充满甘油水溶液。

2.根据权利要求1所述的圆弧端面同轴双波导光纤二维位移传感器,其特征在于:所述同轴双波导光纤与调制传感渐变折射率多模光纤通过左右两个石英V槽固定在待检测物上,且同轴双波导光纤的圆弧端面露出石英V槽。

3.根据权利要求1所述的圆弧端面同轴双波导光纤二维位移传感器,其特征在于:所述宽谱光源波长覆盖范围为500nm‑1000nm;所述光谱仪的波长覆盖范围为500nm‑1100nm;所述三维位移台调节单模光纤和同轴双波导光纤的相对位置为同轴双波导光纤的中间纤芯或环形纤芯注光,同轴双波导光纤的中间纤芯位于同轴双波导光纤中央,环形纤芯围绕内包层均匀分布,外包层围绕环形纤芯均匀分布。

4.根据权利要求1所述的圆弧端面同轴双波导光纤二维位移传感器,其特征在于:所述同轴双波导光纤的圆弧端面为微球形或锥形。

5.根据权利要求1所述的圆弧端面同轴双波导光纤二维位移传感器,其特征在于:所述调制传感渐变折射率多模光纤是由纤芯直径为105μm,包层直径为125μm,数值孔径为0.3的渐变折射率多模光纤制成,其中腐蚀镀膜区的直径为50μm。

6.根据权利要求1所述的圆弧端面同轴双波导光纤二维位移传感器,其特征在于:所述金属膜为厚度30nm‑60nm的金属薄膜;所述石英毛细管内直径范围为250‑280μm,外直径为

300μm;所述甘油水溶液为甘油和水的混合溶液,其折射率范围在1.333RIU到1.405RIU之间。

7.根据权利要求1所述的圆弧端面同轴双波导光纤二维位移传感器的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1取一段足够长的单模光纤,对其两端面做切平处理,单模光纤左端面通过裸纤适配器连接到宽谱光源上,右端放置于三维位移台的左侧夹具中;

S2制备圆弧端面同轴双波导光纤,具体步骤为:取两段1m长的同轴双波导光纤,将两段同轴双波导光纤的四个端面做切平处理,将一段同轴双波导光纤的右端面放入光纤端面成球机中经多次放电熔融,将光纤端面加工成微球结构的圆弧端面;将另一段同轴双波导光纤的右端剥除5cm长涂覆层,放入放电熔融拉锥机中经多次放电熔融拉锥直至光纤熔融拉断,此时光纤端面就会形成锥形结构的圆弧端面,将端面加工好的两段同轴双波导光纤放置一旁备用;

S3制备调制传感渐变折射率多模光纤,具体步骤如下:S3‑1取一段35cm长的渐变折射率多模光纤,将渐变折射率多模光纤左侧剥除5cm长涂覆层,并将其左端面切平,并擦拭干净,在距离左端面1cm处的右侧进行腐蚀,腐蚀长度为

1cm,并将待腐蚀的渐变折射率多模光纤固定并滴加氢氟酸腐蚀,将其直径腐蚀至50μm后清洁干净,将腐蚀后的光纤放入磁控溅射仪金靶下方,镀制50nm金膜;

S3‑2将镀制好金膜的渐变折射率多模光纤从右至左插入一段长2cm,中心孔直径大于

250微米的石英毛细管中,镀有金膜的传感区位于石英毛细管的中间位置,从石英毛细管的一端与渐变多模的开口处注入折射率为1.333‑1.405RIU的甘油水溶液,直至甘油水溶液填满石英毛细管,然后用紫外固化胶将石英毛细管两端与渐变多模光纤的开口处密封;

S4将s2中处理好的微球结构或锥形结构的同轴双波导光纤的左端固定在三维位移台的右侧夹具中,右端用光学胶固定于左石英V槽内,其中,圆弧端面露出V槽,将制作好的调制传感渐变折射率多模光纤左端用光学胶固定于右石英V槽内,其左端面露出V槽,右端通过裸纤适配器连接至光谱仪;

S5使用时,将左、右石英V槽分别贴于待检测的物体上,圆弧端面与渐变折射率多模光纤的左端面正对放置,同轴双波导光纤中心轴与渐变折射率多模光纤的中心轴在同一直线上。