一种光纤微球振动传感装置及其制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种光纤微球振动传感装置及其制备方法，光纤微球振动传感装置包括：单模光纤、空腔管结构、微球结构与反射膜片；其中，单模光纤与空腔管结构连接；空腔管结构连接在单模光纤与反射膜片之间；微球结构设置在空腔管结构内并位于单模光纤与反射膜片之间；其中，光束经单模光纤传输至空腔管结构中并与微球结构接触，部分光束经单模光纤与微球结构反射后形成第一反射光束与第二反射光束，部分光束穿过微球结构后达到反射膜片并经反射膜片反射形成第三反射光束。本发明专利技术是通过微球结构在空腔管结构内形成干涉而使得法珀腔长发生变化，相对膜片式振动传感器要求更低，避免了受膜片材质的制约。了受膜片材质的制约。了受膜片材质的制约。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤微球振动传感装置及其制备方法


[0001]本专利技术涉及光纤传感
，尤其涉及的是一种光纤微球振动传感装置及其制备方法。

技术介绍

[0002]光纤法布里
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珀罗振动传感器可以用于测量振动信号，微小位移，也可用于探测多频段声波信号等。光纤法布里
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珀罗振动传感器通常由光纤端面和膜片内表面构成法布里
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珀罗微谐振腔，当外界压力作用在膜片上时会使膜片变形，从而使得法珀腔长发生变化。由光纤端面和膜片内表面产生的反射光发生干涉并携带法珀腔长变化的信息，利用光谱法或者其他解调方法可以获取干涉条纹信息，其后解调出法珀腔长变化，从而实现振动、微小位移、声波传感。
[0003]但是，膜片式振动传感器对膜片的材料、厚度、反射率等都有着较高的要求，而且需要考虑膜片材料的稳定性，以及与光纤的兼容性与牢固度，因而对膜片的要求较高。
[0004]因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

[0005]鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种光纤微球振动传感装置及其制备方法，以解决现有膜片式振动传感器对膜片要求较高的问题。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种光纤微球振动传感装置，其包括：单模光纤、空腔管结构、微球结构与反射膜片；其中，
[0008]所述单模光纤与所述空腔管结构连接；
[0009]所述空腔管结构连接在所述单模光纤与所述反射膜片之间；
[0010]所述微球结构设置在所述空腔管结构内并位于所述单模光纤与所述反射膜片之间；
[0011]其中，光束经所述单模光纤传输至所述空腔管结构中并与所述微球结构接触，部分光束经所述单模光纤与所述微球结构反射后形成第一反射光束与第二反射光束，部分光束穿过所述微球结构后达到所述反射膜片并经所述反射膜片反射形成第三反射光束。
[0012]本专利技术的进一步设置，所述微球结构为具有折射率的材料制成。
[0013]本专利技术的进一步设置，所述微球结构为二氧化硅、石英、氧化铝、碳化硅中的一种材料制成。
[0014]本专利技术的进一步设置，所述微球结构的横截面的形状为圆形或椭圆形。
[0015]本专利技术的进一步设置，所述空腔管结构具有容置腔体，所述微球结构容置于所述容置腔体中，并与所述容置腔体滚动连接。
[0016]本专利技术的进一步设置，所述空腔管结构为毛细管、空心光纤、光子晶体光纤中的一种。
[0017]本专利技术的进一步设置，所述反射膜片为紫外光固化胶、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷中的一种材料制成。
[0018]基于同样的专利技术构思，本专利技术还提供了一种光纤微球振动传感装置制备方法，其包括：
[0019]将单模光纤与空腔管结构进行熔接；
[0020]将微球结构安装至所述空腔管结构内；
[0021]通过反射膜片对所述空腔管结构进行封闭，以将所述微球结构封装在所述空腔管结构内。
[0022]本专利技术的进一步设置，所述将单模光纤与空腔管结构进行熔接的步骤包括：
[0023]将单模光纤剥去涂覆层后再将单模光纤的光纤端面切割平整并清洁，并将空腔管结构切割平整并清洁；
[0024]将切割平整并清洁后的单模光纤与空腔管结构在设定熔接电流与设定放电时间条件下进行熔接；
[0025]对熔接完成的空腔管结构的长度进行切割，以将空腔管结构的长度控制在预设长度范围内。
[0026]本专利技术的进一步设置，所述将微球结构安装至所述空腔管结构内的步骤包括：
[0027]将切割完成后的空腔管结构放置在无水乙醇中浸润，并对微球结构进行干燥处理；
[0028]将浸润无水乙醇的空腔管结构接触干燥的微球结构，以将干燥的微球结构吸引至空腔管结构内。
[0029]本专利技术所提供的一种光纤微球振动传感装置及其制备方法，光纤微球振动传感装置包括：单模光纤、空腔管结构、微球结构与反射膜片；其中，所述单模光纤与所述空腔管结构连接；所述空腔管结构连接在所述单模光纤与所述反射膜片之间；所述微球结构设置在所述空腔管结构内并位于所述单模光纤与所述反射膜片之间；其中，光束经所述单模光纤传输至所述空腔管结构中并与所述微球结构接触，部分光束经所述单模光纤与所述微球结构反射后形成第一反射光束与第二反射光束，部分光束穿过所述微球结构后达到所述反射膜片并经所述反射膜片反射形成第三反射光束。本专利技术通过单模光纤与空腔管结构拼接并将微球结构通过反射膜片封装在空腔管结构内能够形成三束光束干涉的法布里
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珀罗干涉仪，其中光纤端面与反射膜片表面构成法布里
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珀罗微谐振腔。当微球结构在空腔管结构中受到外界环境的振动会发生运动，从而使得法珀腔长发生变化，根据法珀腔长变化可以实现振动传感。本专利技术是通过微球结构在空腔管结构内形成干涉而使得法珀腔长发生变化，相对膜片式振动传感器要求更低，避免了受膜片材质的制约。
附图说明
[0030]为了更清楚的说明本专利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专利技术的一些实施例，对于本领域普通人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0031]图1是本专利技术中光纤微球振动传感装置的整体结构示意图。
[0032]图2是图1的分解图。
[0033]图3是本专利技术中光纤微球振动传感装置的内部结构示意图。
[0034]图4是本专利技术中光纤微球振动传感装置制备方法的流程示意图。
[0035]附图中各标记：1、单模光纤；11、纤芯；2、空腔管结构；3、微球结构；4、反射膜片。
具体实施方式
[0036]本专利技术提供一种光纤微球振动传感装置及其制备方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0037]在实施方式和申请专利范围中，除非文中对于冠词有特别限定，否则“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。若本专利技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。
[0038]应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤微球振动传感装置，其特征在于，包括：单模光纤、空腔管结构、微球结构与反射膜片；其中，所述单模光纤与所述空腔管结构连接；所述空腔管结构连接在所述单模光纤与所述反射膜片之间；所述微球结构设置在所述空腔管结构内并位于所述单模光纤与所述反射膜片之间；其中，光束经所述单模光纤传输至所述空腔管结构中并与所述微球结构接触，部分光束经所述单模光纤与所述微球结构反射后形成第一反射光束与第二反射光束，部分光束穿过所述微球结构后达到所述反射膜片并经所述反射膜片反射形成第三反射光束。2.根据权利要求1所述的光纤微球振动传感装置，其特征在于，所述微球结构为具有折射率的材料制成。3.根据权利要求2所述的光纤微球振动传感装置，其特征在于，所述微球结构为二氧化硅、石英、氧化铝、碳化硅中的一种材料制成。4.根据权利要求1所述的光纤微球振动传感装置，其特征在于，所述微球结构的横截面的形状为圆形或椭圆形。5.根据权利要求1或4所述的光纤微球振动传感装置，其特征在于，所述空腔管结构具有容置腔体，所述微球结构容置于所述容置腔体中，并与所述容置腔体滚动连接。6.根据权利要求1所述的光纤微球振动传感装置，其特征在于，所述空腔管结构为毛细管、空心光纤或光子晶体光纤中的一种。7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：于永芹，郭家豪，梁德志，张玉风，杜晨林，阮双琛，
申请(专利权)人：深圳技术大学，
类型：发明
国别省市：