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专利号: 2021113621221
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
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摘要:

权利要求书:

1.光纤V槽型包层SPR应变传感器,包括顺次连接的传感光纤,收光阶跃多模光纤;其中,传感光纤固定在待测形变物上,传感光纤的右端与收光阶跃多模光纤的左端正对焊接,传感光纤的左端与宽谱光源相连,收光阶跃多模光纤的右端与光谱仪相连,光谱仪对信号进行采集与解调;其特征在于:传感光纤上具有V槽结构,光束到达V槽结构时纤芯中的光耦合进入包层中,与覆盖在包层表面的金属膜发生表面等离子体共振效应后,反射光进入收光阶跃多模光纤的左端;所述传感光纤上的V槽38μm‑67μm、个数为1‑30个、周期为500μm‑

800μm;所述传感光纤是单模光纤、渐变多模光纤或阶跃多模光纤。

2.根据权利要求1所述的光纤V槽型包层SPR应变传感器,其特征在于:所述的收光阶跃多模光纤的纤芯直径105μm,包层直径125μm,数值孔径0.22。

3.一种光纤V槽型包层SPR应变传感器的制作方法,其特征在于包括以下步骤:

S1 取一段单模光纤,纤芯直径8μm,包层直径125μm,将单模光纤一端剥除涂敷层,在其上刻蚀设计数量的V槽个数和周期,切割单模光纤带有V槽的部分为传感区,两端做切平备用;

S2 取一段阶跃多模光纤,纤芯直径105μm,包层直径125μm,两端切平备用;

S3 将制备好V槽结构的单模光纤传感区的一端与阶跃多模光纤的一端正对焊接,通过等离子溅射仪对V槽后传感区环形镀制50nm金膜,光纤V槽型包层SPR应变传感器制作完成;

S4将探针左端单模光纤连接光源,探针右端阶跃多模光纤连接光谱仪,探针镀膜区域置于装有环境溶液的玻璃管中,环境溶液折射率为1.333RIU‑1.385RIU,玻璃管水平置于载物台上,光源发出的光在通过V槽结构时,包层模式被激发,传输光在包层与金属薄膜界面发生全反射和表面等离子体共振,反射后的光信号经芯径为105μm阶跃折射率多模收光光纤进入光谱仪,光谱仪5将传输过来的反射光谱进行采集与解调,保存反射光谱数据,并制作不同折射率溶液的反射光谱曲线;然后将光纤探针镀膜区域放入光纤涂敷机中涂覆一层紫外固化胶,折射率为1.333RIU‑1.385RIU,并用固胶凝固,构成V槽型包层SPR应变传感器。