多芯光纤马赫曾德液体传感器制造技术

本申请涉及一种多芯光纤马赫曾德液体传感器，包括多芯光纤、波导结构、第一导光结构和第二导光结构。所述多芯光纤包括第一光纤芯和第二光纤芯并具有一端面。所述第一光纤芯和所述第二光纤芯从所述端面露出。所述波导结构包括波导主体以及设置于所述波导主体两端的光输入部和光输出部。所述光输入部和所述光输出部设置于所述端面。所述波导主体与所述端面间隔设置。所述第一导光结构设置于所述端面并与所述第一光纤芯和所述光输入部连接，用于将所述第一光纤芯的光输入所述光输入部。所述第二导光结构设置于所述端面并与所述第二光纤芯和所述光输出端连接，用于将所述光输出部输出的光输入所述第二光纤芯。

【技术实现步骤摘要】
多芯光纤马赫曾德液体传感器
本申请涉及光学领域，尤其涉及一种多芯光纤马赫曾德液体传感器。
技术介绍
马赫曾德干涉仪是用分振幅法产生双光束干涉的仪器。其原理为，光波被分光元件分成两路，分别经过不同路径后再次合并、干涉。当其中一路光波所处环境的折射率发生变化，另一路光波所处环境保持不变时，两路光波干涉光谱会相应发生变化。马赫曾德干涉仪干涉光谱对外界这种敏感性构成了其作为折射率传感器的基础。马赫曾德干涉仪的光路拓扑具有很强的适应性，可以有多重多样的实现形式，因此被广泛用于各种构型的传感器件的设计与开发。然而，传统的马赫增得干涉仪体积庞大，生产成本高，不便于携带，难以适用于空间狭小、有毒有害等环境下的检测。
技术实现思路
有鉴于此，提供一种体积小、可集成、携带方便的马赫曾德液体传感器实为必要。一种多芯光纤马赫曾德液体传感器，包括：多芯光纤，包括第一光纤芯和第二光纤芯并具有一端面，所述第一光纤芯和所述第二光纤芯从所述端面露出；波导结构，包括波导主体以及设置于所述波导主体两端的光输入部和光输出部，所述光输入部和所述光输出部设置于所述端面，且所述波导主体与所述端面间隔设置；第一导光结构，设置于所述端面并与所述第一光纤芯和所述光输入部连接，用于将所述第一光纤芯的光输入所述光输入部；第二导光结构，设置于所述端面并与所述第二光纤芯和所述光输出端连接，用于将所述光输出部输出的光输入所述第二光纤芯。在一个实施例中，所述波导主体、所述光输入部、所述光输出部与所述端面共同包围形成两端开口的微流通道。在一个实施例中，所述波导结构、所述第一导光结构和所述第二导光结构一体成型获得。在一个实施例中，所述波导结构、所述第一导光结构和所述第二导光结构位于所述微流通道之外的表面涂覆有反射层。在一个实施例中，所述反射层包括重叠设置的铬层和金层。在一个实施例中，所述铬层的厚度为3纳米至15纳米，所述金层的厚度为200纳米至300纳米。在一个实施例中，所述第一导光结构为三棱全反射镜，其包括：第一入光面，将所述第一光纤芯在所述端面的表面覆盖；第一主体反光面，将从所述第一入光面进入的光反射进入所述波导主体；第一通道反光面，将从所述第一入光面进入的光反射进入所述微流通道；以及第一出光面，与所述光输入部连接。在一个实施例中，所述第一主体反光面与所述端面的夹角小于所述第一通道反光面与所述端面的夹角。在一个实施例中，所述第二导光结构为三棱全反射镜，其包括：第二入光面，与所述光输出部连接，所述波导主体的光通过所述第二入光面进入所述第二导光结构，所述微流通道的光通过所述第二入光面进入所述第二导光结构；第二主体反光面，将所述波导主体的光反射进入所述第二光纤芯；第二通道反光面，将所述微流通道的光反射进入所述第二光纤芯；第二出光面，将所述第二光纤芯在所述端面的表面覆盖。在一个实施例中，所述第二主体反光面与所述端面的夹角小于所述第二通道反光面与所述端面的夹角。本申请实施例提供的具有良好性能的多芯光纤马赫曾德液体传感器，该多芯光纤马赫曾德液体传感器采用多芯光纤作为基底，可实现远程、实时马赫曾德干涉光谱的传感检测。该多芯光纤马赫曾德液体传感器具有体积小、携带方便、抗干扰能力强等诸多优势，可适用于检测空间狭小，被检测物难以接近、检测环境有毒有害等极端情况下的传感检测。附图说明图1是本申请一个实施例的多芯光纤马赫曾德液体传感器的结构示意图；图2是本申请一个实施例的多芯光纤马赫曾德液体传感器的局部放大示意图；图3是本申请一个实施例的多芯光纤马赫曾德液体传感器的波导结构的剖面图；图4是本申请一个实施例的多芯光纤马赫曾德液体传感器的波导结构的剖面图；图5是本申请一个实施例的多芯光纤马赫曾德液体传感器测得的不同折射率溶液的干涉光谱。具体实施方式下面通过附图和实施例，对本申请的技术方案做进一步的详细描述。为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本申请的多芯光纤马赫曾德液体传感器进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。请参见图1-3，本申请实施例提供一种多芯光纤马赫曾德液体传感器10。所述多芯光纤马赫曾德液体传感器10包括多芯光纤110、波导结构120、第一导光结构130和第二导光结构140。所述多芯光纤110可以为至少两个光纤芯并列形成，或者也可以是多个光纤芯并列形成。可以理解，所述多芯光纤110中的光纤芯的数量不限。所述多芯光纤110可以切割从而形成一个端面112。所述光纤芯从所述端面112露出。在一个实施例中，所述多芯光纤110包括第一光纤芯113和第二光纤芯115。所述第一光纤芯113和所述第二光纤芯115可以平行间隔设置，从而在所述端面112露出的部分相互间隔设置。可以理解，所述第一光纤芯113和所述第二光纤芯115是所述多芯光纤110的多个光纤芯中的任意两个光纤芯。在一个实施例中，所述多芯光纤110为七芯光纤，包括7根平行间隔设置的光纤芯。所述波导结构120包括波导主体122以及设置于所述波导主体122两端的光输入部123和光输出部125。所述光输入部123和所述光输出部125设置于所述端面112。且所述波导主体122与所述端面112间隔设置。所述波导主体122与所述端面112间隔设置，从而在所述波导主体122与所述端面112之间形成一个光传导的空间。从所述光输入部123进入的光分成两束，分别进入所述波导主体122和所述波导主体122与所述端面112之间空间。上述两束光由所述波导主体122和所述波导主体122与所述端面112之间的空间进入所述光输出部125。可以理解，所述波导主体122与所述光输入部123和所述光输出部125可以一体成型形成。在一个实施例中，所述光输入部123和所述光输出部125相对间隔设置于所述端面112，并且所述波导主体122的两端分别与所述光输入部123和所述光输出部125的顶部连接。所述光输入部123的底部和所述光输出部125的底部相互间隔设置，并且与所述波导主体122和所述端面112共同包围形成一个空间，可以用于收纳待检测的液体。所述第一导光结构130设置于所述端面112并与所述第一光纤芯113和所述光输入部123连接，用于将所述第一光纤芯113的光输入所述光输入部123。所述第一导光结构130具有一个入光面覆盖所述第一光纤芯113在所述端面112露出的部分，从而可以将所述第一光纤芯113的光导入。光可以从所述第一光纤芯113导入所述第一导光结构130，然后通过所述第一导光结构130导入所述光输入部123。所述光输入部123的光一部分进入所述波导主体122，一部分进入所述波导主体122与所述端面112之间的空间。所述第二导光结构140设置于所述端面112并与所述第二光纤芯115和所述光输出部125连接，用于将光输入所述第二光纤芯115。所述第二导光结构140用于将所述光输出部125的光导入所述第二光纤芯115。具体地，所述波导主体122的光和所述波导主体122与所述端面112之间的空间的光通过所述光输出部125进入所述第二导光结构140，从而通过所述第二导光结构140进入所述第二光纤芯115。当所述波导主体122与所述端面112之间的空间存储有待测液体时。由于所述波本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多芯光纤马赫曾德液体传感器，包括：多芯光纤，包括第一光纤芯和第二光纤芯并具有一端面，所述第一光纤芯和所述第二光纤芯从所述端面露出；波导结构，包括波导主体以及设置于所述波导主体两端的光输入部和光输出部，所述光输入部和所述光输出部设置于所述端面，且所述波导主体与所述端面间隔设置；第一导光结构，设置于所述端面并与所述第一光纤芯和所述光输入部连接，用于将所述第一光纤芯的光输入所述光输入部；第二导光结构，设置于所述端面并与所述第二光纤芯和所述光输出端连接，用于将所述光输出部输出的光输入所述第二光纤芯。

【技术特征摘要】
1.一种多芯光纤马赫曾德液体传感器，包括：多芯光纤，包括第一光纤芯和第二光纤芯并具有一端面，所述第一光纤芯和所述第二光纤芯从所述端面露出；波导结构，包括波导主体以及设置于所述波导主体两端的光输入部和光输出部，所述光输入部和所述光输出部设置于所述端面，且所述波导主体与所述端面间隔设置；第一导光结构，设置于所述端面并与所述第一光纤芯和所述光输入部连接，用于将所述第一光纤芯的光输入所述光输入部；第二导光结构，设置于所述端面并与所述第二光纤芯和所述光输出端连接，用于将所述光输出部输出的光输入所述第二光纤芯。2.如权利要求1所述的多芯光纤马赫曾德液体传感器，其特征在于，所述波导主体、所述光输入部、所述光输出部与所述端面共同包围形成两端开口的微流通道。3.如权利要求2所述的多芯光纤马赫曾德液体传感器，其特征在于，所述波导结构、所述第一导光结构和所述第二导光结构一体成型获得。4.如权利要求3所述的多芯光纤马赫曾德液体传感器，其特征在于，所述波导结构、所述第一导光结构和所述第二导光结构位于所述微流通道之外的表面涂覆有反射层。5.如权利要求4所述的多芯光纤马赫曾德液体传感器，其特征在于，所述反射层包括重叠设置的铬层和金层。6.如权利要求5所述的多芯光纤马赫曾德液体传感器，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯胜飞，齐彦文，张岩，
申请(专利权)人：首都师范大学，
类型：新型
国别省市：北京,11