一种基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器，包括光纤，所述光纤包括纤芯与包层；其特征在于，所述光纤具有凹槽；所述凹槽内具有波导、以及聚合物结构的回音壁谐振腔。本实用新型专利技术首次提出了利用激光聚合技术在光纤内部集成回音壁谐振腔。和现有的技术相比，本实用新型专利技术最突出的优势是集成度更高，能保证该谐振器的一体化，并且结构紧凑；加工时长减少，结构尺寸减小，提高了器件的稳定性且结构设计更加灵活，为满足不同环境的需求提供了极大保障。

【技术实现步骤摘要】
一种基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器
本技术涉及传感器
，特别是涉及一种基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器。
技术介绍
光在闭合腔体边界内以大于临界角的方向传播时会在腔的表面产生全反射效应，当光波路径满足一定相位匹配条件时，就可以互相叠加增强，形成驻波场并保持一种稳定的行波传播模式，这种模式被称为回音壁模式，形成的腔称为回音壁模式谐振腔。典型的回音壁模式谐振腔有几种不同的结构，如波导微环腔，微环芯腔，微球腔等。回音壁谐振腔由于具有对外界环境变化的高敏感性，被广泛应用于高灵敏度传感器的开发，在非线性光学、窄带光学滤波、超高灵敏度微型传感器等许多领域具有广泛的应用前景。当前，具有回音壁谐振腔的光纤传感器的制作依然较难实现。已知的微纳光纤耦合法，该方法利用微纳光纤强倏逝场可以将微纳光纤中的光耦合到微盘或微环谐振腔中形成谐振器。但该方法形成的谐振器非一体化，制备步骤比较繁琐，系统不稳定，需要对微纳光纤进行精密地操作。已知的光纤端面耦合法，该方法是在光纤端面利用紫外胶黏合微球，通过接入环形器来形成谐振器，但该方法灵活性差，光能量损耗大。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的问题，本技术提出了一种基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器及其制备方法。本申请提供了一种基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器，包括光纤，所述光纤包括纤芯与包层；其特征在于，所述光纤具有凹槽；所述凹槽内具有波导、以及聚合物结构的回音壁谐振腔。作为本技术提供的基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器的一种改进，所述聚合物结构为聚合物单体经激光聚合加工形成的固化结构。作为本技术提供的基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器的一种改进，所述聚合物结构为光刻胶固化结构。作为本技术提供的基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器的一种改进，所述凹槽的底部高度低于纤芯，所述凹槽将纤芯截断为第一纤芯和第二纤芯；所述波导为聚合物结构，波导的两端分别连接第一纤芯和第二纤芯。作为本技术提供的基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器的一种改进，所述波导为凹槽内纤芯。作为本技术提供的基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器的一种改进，所述回音壁谐振腔为微盘腔、微环腔、微球腔、微碟腔、或微柱腔。作为本技术提供的基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器的一种改进，所述回音壁谐振腔的直径为20μm-60μm。作为本技术提供的基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器的一种改进，所述波导直径为1μm-2μm。作为本技术提供的基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器的一种改进，所述波导和回音壁谐振腔之间的间隙为0-2μm。作为本技术提供的基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器的一种改进，所述光纤还包括涂覆层。本申请具有以下有益效果：本技术首次提出了利用激光聚合技术在光纤内部集成回音壁谐振腔。和现有的技术相比，本技术最突出的优势是集成度更高，能保证该谐振器的一体化，并且结构紧凑。通过聚合技术直接在光纤内部集成的聚合物结构回音壁谐振腔，加工时长减少，结构尺寸减小，提高了器件的稳定性且结构设计更加灵活，为满足不同环境的需求提供了极大保障。附图说明图1为本技术实施例的一种基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器的结构示意图；图2为本技术实施例的聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器的加工设备的光路系统的示意图；图3为通过本技术实施例的方法制备得到的基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器的扫描电镜图；图4为图3所示的一种基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器的透射光谱。附图标记：纤芯（1）、包层（2）、凹槽（3）、波导（4）、回音壁谐振腔（5）。具体实施方式：为了使本
的人员更好地理解本技术方案，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的实施例，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，都应当属于本技术保护的范围。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。图1是本技术实施例的一种基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器的结构示意图。如图1所示，基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器，包括光纤。光纤包括纤芯（1）和包层（2）。本申请实施例的光纤可以为单模光纤也可以为多模光纤，优选为单模光纤。在光纤的中部具有凹槽（3），凹槽（3）系通过去除材料的方法获得。凹槽（3）内具有波导（4）、以及聚合物结构的回音壁谐振腔（5）。本申请实施例的聚合物结构为聚合物单体经激光聚合加工形成的固化结构。具体的，单体溶液中包含聚合物单体、光引发剂及光敏剂。对单体溶液照射后聚合物单体发生聚合反应形成聚合物结构，光照诱导聚合反应发生。优选的，聚合物结构为光刻胶固化结构，系光刻胶被曝光固化后形成。图1中示意出了回音壁谐振腔（5）为微盘腔时光纤传感器的结构。但可以理解的，回音壁谐振腔（5）具体结构不限于微盘腔，还可以为微环腔、微球腔、微碟腔、或微柱腔。在一个具体的实施例中，波导（4）可以为光纤的纤芯（1）；在加工凹槽（3）时露出纤芯（1）。或者，在另一个具体的实施例中，波导（4）为聚合物结构，为聚合物单体经激光聚合加工形成的固化结构。如果在加工凹槽（3）时露出纤芯（1），并以露出的纤芯（1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器，包括光纤，所述光纤包括纤芯与包层；其特征在于，所述光纤具有凹槽；所述凹槽内具有波导、以及聚合物结构的回音壁谐振腔。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于聚合物回音壁模式谐振腔的光纤传感器，包括光纤，所述光纤包括纤芯与包层；其特征在于，所述光纤具有凹槽；所述凹槽内具有波导、以及聚合物结构的回音壁谐振腔。


2.根据权利要求1所述的光纤传感器，其特征在于，所述聚合物结构为聚合物单体经激光聚合加工形成的固化结构。


3.根据权利要求2所述的光纤传感器，其特征在于，所述聚合物结构为光刻胶固化结构。


4.根据权利要求1所述的光纤传感器，其特征在于，所述凹槽的底部高度低于纤芯，所述凹槽将纤芯截断为第一纤芯和第二纤芯；所述波导为聚合物结构，波导的两端分别连接第一纤芯和第二纤芯。


5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱梦，熊聪，廖常锐，王义平，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：新型
国别省市：广东;44