一种基于法布里珀罗腔的微型化高温传感器及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种基于法布里珀罗腔的微型化高温传感器及其制备方法。所述传感器包括耐高温传输光纤、耦合介质、以及耐高温传感光纤；耐高温传输光纤、耦合介质以及耐高温传感光纤轴向对准连接，其中耐高温传输光纤与耦合介质的对准连接面与中心轴呈交角，耦合介质与耐高温光纤的对准连接面与中心轴垂直。方法包括(1)将耐高温传输光纤加热至耦合介质的熔融温度，与耦合介质对准压紧至交叠；(2)将耐高温传感光纤加热至耦合介质的熔融温度，与耦合介质对准压紧至交叠；(3)将交叠的高温传输光纤、耦合介质、以及耐高温传感光纤冷却固定。本发明专利技术结构紧凑、体积小，采用无胶工艺、组装方便，制作成本低，性能稳定可靠。

A Miniature High Temperature Sensor Based on Fabry-Perot Cavity and Its Fabrication Method

The invention discloses a miniaturized high temperature sensor based on a Fabry-Perot cavity and a preparation method thereof. The sensor includes high temperature resistant transmission fiber, coupling medium, and high temperature resistant sensing fiber; high temperature resistant transmission fiber, coupling medium and high temperature resistant sensing fiber are axially aligned, in which the alignment connection surface of high temperature resistant transmission fiber and coupling medium is intersected with the central axis, and the alignment connection surface of coupling medium and high temperature resistant fiber is perpendicular to the central axis. The methods include: (1) heating the high-temperature transmission fiber to the melting temperature of the coupling medium, and aligning and pressing the coupling medium to overlap; (2) heating the high-temperature sensing fiber to the melting temperature of the coupling medium, aligning and pressing the coupling medium to overlap; (3) cooling and fixing the overlapping high-temperature transmission fiber, the coupling medium and the high-temperature sensing fiber. The invention has compact structure, small volume, non-glue process, convenient assembly, low production cost, stable and reliable performance.

【技术实现步骤摘要】
一种基于法布里珀罗腔的微型化高温传感器及其制作方法
本专利技术属于极端环境应用的光纤传感器领域，更具体地，涉及一种基于法布里珀罗腔的微型化高温传感器及其制作方法。
技术介绍
在高温测量领域，光学测量方法与技术是重要研究方向。其中基于光纤的高温传感器主要包括以下几种：1)基于黑体辐射腔的蓝宝石高温光纤传感器，其采用强度解调原理，温度测试精度差、器件高温稳定性不足，高温下黑体腔材料与光纤材料的线膨胀系数失配，易导致炸裂破损；2)基于光纤光栅结构的蓝宝石或红宝石高温光纤传感器，因制备该类光栅的设备平台成本高昂、制备难度大，且工艺稳定性和重复性差，导致该类传感器的成本高，暂未得到市场普遍应用；3)基于法布里珀罗腔原理的高温传感器，其采用相位解调原理，测量精度和灵敏性高，而且该类传感器组装简单、易于实现，研制成本相对较低。然而，基于法布里珀罗腔原理的高温传感器为了形成法布里珀罗腔，一般需要将多个光学部件采用胶水粘结，例如美国弗吉尼亚理工大学光电子研究中心的YizhengZhu于2005年提出并制作了一种基于蓝宝石晶片的法珀高温传感器。其端面与蓝宝石晶片之间呈平行关系，容易发生干涉，影响晶片本身本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于法布里珀罗腔的微型化高温传感器，其特征在于，包括耐高温传输光纤、耦合介质、以及耐高温传感光纤；所述耐高温传输光纤、耦合介质以及耐高温传感光纤轴向对准连接，其中所述耐高温传输光纤与所述耦合介质的对准连接面与中心轴呈交角，所述耦合介质与所述耐高温光纤的对准连接面与中心轴垂直；所述耐高温传输光纤，用于将光源输出的光信号传输到耦合介质中；所述耦合介质，用于形成法布里珀罗腔入射光，其折射率n2满足1≤n2≤2，其光透过率≥80％；所述耐高温传感光纤，其两端平行，用于形成法布里珀罗腔。所述耐高温传输光纤的熔点高于所述耦合介质的熔点；所述耐高温传感光纤的熔点高于所述耦合介质的熔点。

【技术特征摘要】
1.一种基于法布里珀罗腔的微型化高温传感器，其特征在于，包括耐高温传输光纤、耦合介质、以及耐高温传感光纤；所述耐高温传输光纤、耦合介质以及耐高温传感光纤轴向对准连接，其中所述耐高温传输光纤与所述耦合介质的对准连接面与中心轴呈交角，所述耦合介质与所述耐高温光纤的对准连接面与中心轴垂直；所述耐高温传输光纤，用于将光源输出的光信号传输到耦合介质中；所述耦合介质，用于形成法布里珀罗腔入射光，其折射率n2满足1≤n2≤2，其光透过率≥80％；所述耐高温传感光纤，其两端平行，用于形成法布里珀罗腔。所述耐高温传输光纤的熔点高于所述耦合介质的熔点；所述耐高温传感光纤的熔点高于所述耦合介质的熔点。2.如权利要求1所述的基于法布里珀罗腔的微型化高温传感器，其特征在于，所述耐高温传输光纤折射率n1满足1.3≤n1≤2.0，其光透过率≥80％，其芯径与数值孔径之积等于所述耐高温传感光纤芯径与数值孔径之积。3.如权利要求1所述的基于法布里珀罗腔的微型化高温传感器，其特征在于，所述耐高温传感光纤折射率n3满足1.3≤n3≤2.0，其光透过率≥80％，其两个光纤端面均抛光，其长度L满足10μm≤L≤600μm。4.如权利要求1所述的基于法布里珀罗腔的微型化高温传感器，其特征在于，所述耐高温传输光纤为蓝宝石光纤或者红宝石光纤；所述耦合介质为石英玻璃、玻璃毛细管、石英玻璃Grin透镜或耦合光纤；耐高温传感光纤为氧化锆、蓝宝石或红宝...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕大娟，曹蓓蓓，郭飞，张国锬，徐东，李立彤，
申请(专利权)人：长飞光纤光缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42