一种转换荧光发光的温度传感器及其制作方法技术

本发明专利技术为一种转换荧光发光的温度传感器及其制作方法，属于固体激光器领域，传感器的结构为单模光纤‑多模光纤‑悬挂三芯中空特种光纤‑多模光纤‑单模光纤结构，具体包括单模光纤、多模光纤、悬挂三芯中空特种光纤、铒镱共掺碲酸盐玻璃微球；铒镱共掺碲酸盐玻璃微球内置于悬挂三芯中空特种光纤中，悬挂三芯中空特种光纤中部通过熔融拉锥形成锥腰。本发明专利技术利用了中空光纤内部存在空气孔的结构优势，将微球自然的封装在光纤内部，无需借助其他操作实现了微球谐振器在光纤内部的耦合激发；采用本方法制备的特种光纤内置增益微球光子集成器件，在泵浦光的激发下，实现了较强的上转换荧光发光，同时表现出了良好的温度传感性能。

A Temperature Sensor for Converting Fluorescence Emission and Its Fabrication Method

The invention relates to a temperature sensor for converting fluorescence luminescence and its fabrication method, which belongs to the field of solid-state lasers. The structure of the sensor is single-mode fiber, multi-mode fiber, suspended three-core hollow special fiber, multi-mode fiber, suspended three-core hollow special fiber, erbium-ytterbium co-doped tellurite glass microspheres. Tellurite glass microspheres are embedded in suspended three-core hollow special optical fibers. The taper waist is formed in the middle of suspended three-core hollow special optical fibers by melting taper. The invention utilizes the structural advantages of air holes in hollow optical fibers, encapsulates microspheres naturally in the optical fibers, and realizes coupling excitation of microsphere resonators in the optical fibers without any other operation. The special optical fibers with built-in gain microsphere photonic integrated devices prepared by the method realize strong upconversion fluorescence luminescence under the excitation of pump light, and at the same time performs well. Good temperature sensing performance was obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种转换荧光发光的温度传感器及其制作方法
本专利技术属于固体光纤激光器领域，具体涉及一种转换荧光发光的温度传感器及其制作方法。
技术介绍
近年来，稀土离子掺杂的发光材料颇受关注，因为其具备光致发光特性和潜在的应用价值。通过高能量的近红外激光泵浦，掺杂稀土离子的玻璃基质材料可以实现近红外到可以见光的上转换发光，并可以应用于三维显示、激光器光纤放大器和荧光制冷等多个领域。其中蓝绿光以及基于红、绿、蓝三原色的白光在高密度数据存储、生命科学、激光医疗、三维显示等领域有许多应用价值。通过掺杂稀土玻璃基质上转换发光，具有成本低廉、操作简单、易于集成等优点。因此探索和研究掺杂新稀土材料及其物理、化学和光学特性，来获得高效率、低损耗的材料，具有重要的意义。在稀土掺杂材料的多种应用中，上转换荧光发光温度传感器起着重要作用。这类光学传感器得益于热耦合能级的发光机理来进行温度传感特性的表征，得到的结果理论上只跟温度单调相关,而且测量方便易行，对环境依赖小，机理理论成熟，传感灵敏，因而得到了广泛的研究。但是，大多数研究都是将玻璃制备成块状进行测试，所需的激发功率较大，在一定程度上限制了这类光学传感器的进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种转换荧光发光的温度传感器，传感器的结构为单模光纤‑多模光纤‑悬挂三芯中空特种光纤‑多模光纤‑单模光纤结构，具体包括单模光纤、多模光纤、悬挂三芯中空特种光纤、铒镱共掺碲酸盐玻璃微球；所述的铒镱共掺碲酸盐玻璃微球内置于悬挂三芯中空特种光纤中，悬挂三芯中空特种光纤中部通过熔融拉锥形成锥腰。

【技术特征摘要】
1.一种转换荧光发光的温度传感器，传感器的结构为单模光纤-多模光纤-悬挂三芯中空特种光纤-多模光纤-单模光纤结构，具体包括单模光纤、多模光纤、悬挂三芯中空特种光纤、铒镱共掺碲酸盐玻璃微球；所述的铒镱共掺碲酸盐玻璃微球内置于悬挂三芯中空特种光纤中，悬挂三芯中空特种光纤中部通过熔融拉锥形成锥腰。2.根据权利要求1所述的一种转换荧光发光的温度传感器，其特征在于，所述的铒镱共掺碲酸盐玻璃微球组成成分为72TeO2-20ZnO-5Na2CO3-1.5Y2O3-0.5Er2O3-1Yb2O3。3.一种转换荧光发光的温度传感器的制作方法，具体包括如下步骤：(1)建立增益微球在光纤内部耦合激发理论模型，设计并制作特种光纤；(2)制备一种可以内置增益微球的光纤结构，耦合激发内置微球；(3)制备多组分玻璃，并将玻璃制成高品质因素增益玻璃微球；(4)将微球置于光纤内部，完成封装；(5)测试增益微球的发光性能，表征温度传感特性。4.根据权利要求3所述的一种转换荧光发光的温度传感器的制作方法，其特征在于，所述的步骤(1)具体包括：所述的特种光纤的光纤折射率及纤芯直径等参数为光纤倏逝场耦合效率最大时的光纤参数。5.根据权利要求3所述的一种转换荧光发光的温度传感器的制作方法，其特征在于，所述的步骤(2)具体包括：焊接单模光纤-多模光纤-悬挂三芯中空特种光纤结构，其中多模光纤长度为2mm，悬挂三芯中空特种光纤长度为0.5mm；将中空光纤拉锥，锥腰直径为30μm。6.根据权利要求3所述的一种转换荧光发光的温度传感器的制作方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏飞，张萌，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23