光纤法布里珀罗传感器及测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术实施例公开了一种光纤法布里珀罗传感器及测试装置，该传感器包括：相对的第一光纤和第二光纤，所述第一光纤朝向所述第二光纤一侧的第一端面为凹形曲面，且所述第一端面和所述第二光纤朝向所述第一光纤一侧的第二端面对接形成一微腔，所述微腔为稳定腔；其中，所述第一端面的凹形曲面通过二氧化碳激光处理得到，且以所述第一光纤的中轴线与所述第一端面的交点为中心，第一数值为直径的曲面区域为等效球面，以使得本实用新型专利技术实施例所提供的光纤法布里珀罗传感器具有良好的模式匹配，超高的精细度，较大的自由光谱范围，较窄的微腔线宽，良好的稳定性以及较小的体积和较高的集成度。

Optical fiber Fabry Perot sensor and testing device

The embodiment of the utility model discloses an optical fiber Fabry Perot sensor and a testing device, which comprises a relative first optical fiber and a second optical fiber, a concave surface of the first end face of the first optical fiber toward the side of the second optical fiber, and the first end face and the second optical fiber toward the first optical fiber one. The second end of the side is joined face to face to form a microcavity, the microcavity being a stable cavity, wherein the concave surface of the first end surface is obtained by CO2 laser processing, and the curved surface area with the first value of diameter is an equivalent sphere centered at the intersection of the central axis of the first fiber and the first end surface, so as to make the present invention possible. The optical fiber Fabry-Perot sensor provided by the new embodiment has good mode matching, ultra-high precision, large free spectrum range, narrow micro-cavity linewidth, good stability, small volume and high integration.

【技术实现步骤摘要】
光纤法布里珀罗传感器及测试装置
本技术涉及传感器
，尤其涉及一种光纤法布里珀罗传感器及一种包括该光纤法布里珀罗传感器的测试装置。
技术介绍
外腔式光纤法布里珀罗传感器由两个光纤端面对准后形成，其中，两个光纤端面之间具有一定的空气腔。这种传感器结构简单，抗干扰能力强，具有微型化，电绝缘性能好，耐腐蚀，可测量物理参量多等优点，拥有广泛的研究和应用。但是，现有外腔式光纤法布里珀罗传感器的精细度较低。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术实施例提供了一种光纤法布里珀罗传感器，以提高所述光纤法布里珀罗传感器的精细度。为解决上述问题，本技术实施例提供了如下技术方案：一种光纤法布里珀罗传感器，包括：相对的第一光纤和第二光纤，所述第一光纤朝向所述第二光纤一侧的第一端面为凹形曲面，且所述第一端面和所述第二光纤朝向所述第一光纤一侧的第二端面对接形成一微腔，所述微腔为稳定腔；其中，所述第一端面的凹形曲面通过二氧化碳激光处理得到，且以所述第一光纤的中轴线与所述第一端面的交点为中心，第一数值为直径的曲面区域为等效球面。优选的，所述第一端面的凹形曲面为抛物面或高斯面。优选的，所述第二光纤朝向所述第一光纤一侧的第二端面为凹形曲面，且所述第二端面通过二氧化碳激光处理得到，且以所述第二光纤的中轴线与所述第二端面的交点为中心，第二数值为直径的曲面区域为等效球面。优选的，所述第二端面的凹形曲面为抛物面或高斯面。优选的，所述第一端面上镀有第一反射膜，和/或，所述第二端面上镀有第二反射膜。优选的，所述第一反射膜包括层叠的五氧化二钽薄膜和二氧化硅薄膜；所述第二反射膜包括层叠的五氧化二钽薄膜和二氧化硅薄膜。优选的，所述第一端面和所述第二端面的对接工艺为熔接或粘接。优选的，所述第一光纤为单模光纤或多模光纤或光子晶体光纤；所述第二光纤为单模光纤或多模光纤或光子晶体光纤。优选的，所述微腔具有开口。一种测试装置，包括：上述任一项所述的光纤法布里珀罗传感器；位于所述第一光纤背离所述第二光纤一侧的光源，所述光源用于向所述光纤法布里珀罗传感器发射连续波长的激光；位于所述第二光纤背离所述第一光纤一侧的光谱仪，所述光谱仪用于接收所述光纤法布里珀罗传感器出射的光线。与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：本技术实施例所提供的光纤法布里珀罗传感器由第一光纤和第二光纤两段光纤对接形成，其中，所述第一光纤朝向所述第二光纤一侧的第一端面为凹形曲面，从而可以在第一光纤和第二光纤两段光纤对接后形成一个空气微腔，所述微腔为稳定腔，以使得本技术实施例所提供的光纤法布里珀罗传感器具有良好的模式匹配，超高的精细度，较大的自由光谱范围，较窄的微腔线宽，良好的稳定性以及较小的体积和较高的集成度。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术一个实施例所提供的光纤法布里珀罗传感器对接前的结构示意图；图2为本技术一个实施例所提供的光纤法布里珀罗传感器对接后的结构示意图；图3为本技术一个实施例所提供的光纤法布里珀罗传感器的制作方法的流程图；图4为本技术另一个实施例所提供的光纤法布里珀罗传感器的制作方法的流程图；图5为本技术又一个实施例所提供的光纤法布里珀罗传感器的制作方法的流程图；图6为本技术再一个实施例所提供的光纤法布里珀罗传感器的制作方法的流程图；图7为本技术一个实施例所提供的测试装置的结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是本技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似推广，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。正如
技术介绍
部分所述，现有外腔式光纤法布里珀罗传感器的精细度较低。传统的基于光纤的法布里珀罗传感器的微腔的光纤端面有平面和非平面两种。其中，基于平面的外腔式光纤法布里珀罗传感器的光纤端面由机械研磨加工而来，其光纤端面的粗糙度可以做到很低(如0.1nm)，降低了散射损耗，从而在所述法布里珀罗传感器的光纤端面上镀反射膜，可以获得较高的反射率。但是，根据光学谐振腔理论可知，基于平面的外腔式光纤法布里珀罗传感器中，由于两个光纤端面是平面，对接形成的微腔不是稳定腔，存在光场的泄漏，大大降低了平面的外腔式光纤法布里珀罗传感器的精细度，一般不超过1000。基于非平面的外腔式光纤法布里珀罗传感器的光纤端面采用飞秒激光加工或化学腐蚀得到，这种方法得到所述光纤端面的粗糙度极高，散射损耗较大，反射率难以提高，导致基于非平面的外腔式光纤法布里珀罗传感器的精细度也较低，无法得到1000以上的精细度，限制了所述光纤法布里珀罗传感器的应用。有鉴于此，本技术实施例提供了一种光纤法布里珀罗传感器，如图1和图2所示，该传感器包括：相对的第一光纤1和第二光纤2，所述第一光纤1朝向所述第二光纤2一侧的第一端面11为凹形曲面，且所述第一端面11和所述第二光纤2朝向所述第一光纤1一侧的第二端面21对接形成一微腔3。需要说明的是，在本技术实施例中，所述第一光纤1和所述第二光纤2对准后连接闭合，使得所述第一端面11和所述第二端面21作为反射镜形成微腔，所述微腔的空间内留有空气间隙，所述微腔3为稳定腔。还需要说明的是，在光学谐振腔中，光在两反射镜之间来回不断反射，因而通常要求谐振腔能保证光在腔内来回反射过程中始终不离开谐振腔。满足这一要求的腔称为稳定腔。对于光线在谐振腔中的行为，由光线在腔内往返传输的矩阵表示法可以证明：对腔长为L，镜面曲率半径分别为R1和R2的谐振腔，其稳定条件为：0<(1－L/R1)*(1－L/R2)<1或(1－L/R1)＝(1－L/R2)＝0。在本技术实施例中，所述第一端面11的凹形曲面通过二氧化碳激光处理得到，以使得所述第一端面11为超光滑表面，从而实现极低的表面粗糙度，如0.2nm，同时便于所述第一端面11上后续可以镀上反射率超高的反射膜，提高所述光纤法布里珀罗传感器的精细度。需要说明的是，在本技术实施例中，以所述第一光纤1的中轴线与所述第一端面11的交点为中心，第一数值为直径的曲面区域为等效球面，以获得具有简并模式的光纤法布里珀罗传感器，同时降低所述光纤法布里珀罗传感器的工艺难度。其中，以所述第一光纤1的中轴线与所述第一端面11的交点为中心，第一数值为直径的曲面区域为等效球面是指：任意取过所述第一光纤中轴线的截面得到的剖面曲线的预设曲率半径相等。其中，所述剖面曲线的预设曲率半径是指该剖面曲线的底部的一段可以用多项式拟合成光滑的圆弧，该圆弧最低点的曲率半径记为该剖面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤法布里珀罗传感器，其特征在于，包括：相对的第一光纤和第二光纤，所述第一光纤朝向所述第二光纤一侧的第一端面为凹形曲面，且所述第一端面和所述第二光纤朝向所述第一光纤一侧的第二端面对接形成一微腔，所述微腔为稳定腔；其中，所述第一端面的凹形曲面通过二氧化碳激光处理得到，且以所述第一光纤的中轴线与所述第一端面的交点为中心，第一数值为直径的曲面区域为等效球面。

【技术特征摘要】
1.一种光纤法布里珀罗传感器，其特征在于，包括：相对的第一光纤和第二光纤，所述第一光纤朝向所述第二光纤一侧的第一端面为凹形曲面，且所述第一端面和所述第二光纤朝向所述第一光纤一侧的第二端面对接形成一微腔，所述微腔为稳定腔；其中，所述第一端面的凹形曲面通过二氧化碳激光处理得到，且以所述第一光纤的中轴线与所述第一端面的交点为中心，第一数值为直径的曲面区域为等效球面。2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述第一端面的凹形曲面为抛物面或高斯面。3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述第二光纤朝向所述第一光纤一侧的第二端面为凹形曲面，且所述第二端面通过二氧化碳激光处理得到，且以所述第二光纤的中轴线与所述第二端面的交点为中心，第二数值为直径的曲面区域为等效球面。4.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述第二端面的凹形曲面为抛物面或高斯面。5.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：周坤，崔金明，黄运锋，李传峰，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：新型
国别省市：安徽,34