一种湿度探测光纤头制造技术

本实用新型专利技术涉及湿度探测领域，具体涉及一种湿度探测光纤头，包括：光纤、聚酰亚胺层、贵金属层；聚酰亚胺层设置在光纤的端面上，聚酰亚胺层中设有周期性排布的孔洞，聚酰亚胺层远离光纤的一侧表面设有贵金属层。使用时，将本实用新型专利技术置于待测环境中。通过探测光纤头反射特性的变化实现湿度探测。本实用新型专利技术是基于光纤头的，尺寸小，易于测量狭小区域的湿度，在湿度探测领域具有良好的应用前景。景。景。

【技术实现步骤摘要】
一种湿度探测光纤头


[0001]本技术涉及湿度探测领域，具体涉及一种湿度探测光纤头。

技术介绍

[0002]湿度是环境监测的重要指标，在气象、工业生产的各个领域具有明确的标准并且需要严格控制。因为湿度涉及诸多物理或化学过程，湿度逐渐成为人们普遍关注的问题之一。目前，常用的湿度探测器主要是基于电容变化的。例如，专利技术专利申请号20150512310.6公开了一种柔性电容式湿度传感器及其制备方法，该湿度包括柔性衬底、第一金属电极板、氧化石墨烯薄膜层和第二金属电极板，其中，第一金属电极板和第二金属电极板分别固定连接在柔性衬底的顶面，氧化石墨烯薄膜层填充在第一金属电极板和第二金属电极板之间的空隙中，且覆盖在第一金属电极板的顶面和第二金属电极板的顶面。由于电极板和湿度敏感材料的设置，传统基于电容或电学原理的湿度探测器尺寸大，不易于探测狭小区域的湿度。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本技术提供了一种湿度探测光纤头，包括：光纤、聚酰亚胺层、贵金属层；聚酰亚胺层设置在光纤的端面上，聚酰亚胺层中设有周期性排布的孔洞，聚酰亚胺层远离光纤的一侧表面设有贵金属层。
[0004]更进一步地，光纤为多模光纤或单模光纤。
[0005]更进一步地，贵金属层的材料为金或银。
[0006]更进一步地，孔洞为圆形或方形。
[0007]更进一步地，孔洞排布的周期为方形周期。
[0008]更进一步地，孔洞的高度小于100纳米。
[0009]更进一步地，孔洞的高度大于500纳米、小于2微米。
[0010]更进一步地，孔洞相对于光纤的端面倾斜。
[0011]本技术的有益效果：本技术提供了一种湿度探测光纤头，包括：光纤、聚酰亚胺层、贵金属层；聚酰亚胺层设置在光纤的端面上，聚酰亚胺层中设有周期性排布的孔洞，聚酰亚胺层远离光纤的一侧表面设有贵金属层。使用时，将本技术置于待测环境中。在光纤头的另一端通过光纤环形器连接光源和光探测器。在湿度环境中，聚酰亚胺层吸湿膨胀，改变了光纤端面和贵金属层之间的距离，从而改变了光纤端面的反射特性。通过探测光纤头反射特性的变化实现湿度探测。本技术是基于光纤头的，尺寸小，易于测量狭小区域的湿度，在湿度探测领域具有良好的应用前景。
[0012]以下将结合附图对本技术做进一步详细说明。
附图说明
[0013]图1是一种湿度探测光纤头的示意图。
[0014]图中：1、光纤；2、聚酰亚胺层；3、孔洞；4、贵金属层。
具体实施方式
[0015]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0016]实施例1
[0017]本技术提供了一种湿度探测光纤头。如图1所示，该湿度探测光纤头包括：光纤1、聚酰亚胺层2、贵金属层3。聚酰亚胺层2设置在光纤1的端面上。制备时，首先在光纤1的端部切割出竖直的端面，然后在端面上设置聚酰亚胺层2。聚酰亚胺层2中设有周期性排布的孔洞3。在聚酰亚胺层2中设置孔洞3的方法可以采用压印的方法。聚酰亚胺层2远离光纤1的一侧表面设有贵金属层4。在聚酰亚胺层2远离光纤1一侧表面上制备贵金属层4的方法可以采用物理气相沉积的方法，例如电子束蒸发的方法。具体地，将聚酰亚胺层2倾斜，即可在聚酰亚胺层2的表面沉积贵金属层4。以上制备方法均属于传统成熟的制备方法，因此，本技术具有制备方法简单的优点。在本技术中，光纤1可以为多模光纤，也可以为单模光纤，在此不做限制。贵金属层4的材料为金或银。优选地，贵金属层4的材料为金，因为金材料具有良好的化学稳定性。孔洞3为方形或圆形或矩形。优选地，孔洞3的形状为圆形，这便于应用压印方法制备。孔洞3排布的周期为方形周期或矩形周期。
[0018]使用时，将本技术置于待测环境中。在光纤头的另一端通过光纤环形器连接光源和光探测器。在湿度环境中，聚酰亚胺层2吸湿膨胀，改变了光纤1端面和贵金属层4之间的距离，从而改变了光纤1端面的反射特性。通过探测光纤头反射特性的变化实现湿度探测。本技术是基于光纤头的，尺寸小，易于测量狭小区域的湿度，在湿度探测领域具有良好的应用前景。
[0019]在本技术中，因为光纤头的反射特性严重地依赖于贵金属层4与光纤1端面之间的距离，所以本技术还具有湿度探测灵敏度高的优点。另外，水汽还改变了聚酰亚胺层2的折射率和孔洞3的尺寸，因为聚酰亚胺层2的折射率和孔洞3的尺寸还严重地影响光纤头的反射特性，所以本技术能够实现高灵敏度的湿度探测。
[0020]实施例2
[0021]在实施例1的基础上，孔洞3的高度小于100纳米。也就是说，贵金属层4与光纤1端面之间的距离小于100纳米。这样一来，贵金属层4与光纤1端面发生强耦合，它们之间的聚酰亚胺层2折射率的变化严重地改变了贵金属层4与光纤1端面之间的耦合，从而改变了光纤头的反射特性，从而实现更高灵敏度的湿度探测。
[0022]实施例3
[0023]在实施例1的基础上，孔洞3的高度大于500纳米、小于2微米。这样一来，在光纤1端面与贵金属层4之间形成谐振腔。当聚酰亚胺层2吸湿膨胀时，改变了谐振腔的长度，从而改变了谐振腔的共振波长。因为谐振腔的共振波长严重地依赖于其长度，所以本实施例具有湿度探测灵敏度高的优点。相比于第二个实施例，本实施例在光纤1端面上制备较厚的聚酰亚胺层，制备过程简单。
[0024]实施例4
[0025]在实施例1的基础上，孔洞3相对于光纤1的端面倾斜。因为光在倾斜的孔洞3中传
输时，损耗更多，聚酰亚胺层2吸湿膨胀时，将造成反射光强度的更多改变，从而从强度方面也能探测出环境的湿度。本实施例主要侧重于探测光强度，而不是光谱，探测手段简单。
[0026]最后需要说明的是，在本技术中，贵金属层4可以为具有孔洞3的薄膜，也可以是不具有孔洞3的薄膜。优选地，贵金属层4为具有孔洞3的薄膜，这便于环境中的水汽进入孔洞3，从而被聚酰亚胺层2吸收。
[0027]最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种湿度探测光纤头，其特征在于，包括：光纤、聚酰亚胺层、贵金属层；所述聚酰亚胺层设置在所述光纤的端面上，所述聚酰亚胺层中设有周期性排布的孔洞，所述聚酰亚胺层远离所述光纤的一侧表面设有所述贵金属层。2.如权利要求1所述的湿度探测光纤头，其特征在于：所述光纤为多模光纤或单模光纤。3.如权利要求1所述的湿度探测光纤头，其特征在于：所述贵金属层的材料为金或银。4.如权利要求1所述的湿度探测光纤头，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛艳娜，
申请(专利权)人：陕西咖润特光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：