【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光纤传感技术，尤其涉及一种光纤压力传感器及其制备方法。
技术介绍
1、在航空航天，医疗监控，爆压毁伤评估等领域，压力检测技术是许多工程应用的关键，目前市场主流的电学传感器，有压电式与压阻式压力传感器等，但是电学传感器不能长时间工作在高电磁干扰、高电离辐射等恶劣环境下，易受外界环境温度的干扰，稳定性较差。
2、光纤传感技术是20世纪后半期重大专利技术之一，光纤传感器具有体积小、重量轻、抗电磁干扰、抗腐蚀等特点；已经广泛应用于压力、应变、加速度、磁场等物理量的测量；目前针对压力传感
，有基于光纤布拉格光栅（fbg）和法布里-珀罗干涉仪（fpi）结构，其中相比于光纤法布里-珀罗干涉仪（fpi）压力传感器，光纤布拉格光栅（fbg）压力传感器的灵敏度更低，制作难度较大；而光纤法布里-珀罗干涉仪（fpi）压力传感器，多与敏感薄膜相结合，形成对压力敏感的干涉腔，通过外界压力引起敏感薄膜发生形变，从而使干涉腔腔长变化，通过解调腔长变化实现压力传感，具有更高的压力灵敏度，更适用于单点式高精度压力传感。
3、为了提高光纤法布里-珀罗干涉仪（fpi）的灵敏度，一般会采用金属薄膜来作为敏感薄膜，金属薄膜采用湿法转移形成于干涉腔上，并在干燥后依靠范德华力与干涉腔结合固定，但是金属薄膜与干涉腔之间依靠范德华力形成的结合不牢固，使得金属薄膜容易在压力传感时从干涉腔上脱落。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术的不足，本专利技术提供一种光纤压力传感器，可提高金属薄膜与
2、本专利技术还提供上述光纤压力传感器的制备方法。
3、本专利技术所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
4、一种光纤压力传感器，包括单模光纤、微腔器件和金属薄膜，所述微腔器件具有光学微腔以及与所述光学微腔两端分别连通的第一端口和第二端口，所述微腔器件的第一端口与所述单模光纤的一端面相连接，所述微腔器件的第二端口与所述金属薄膜相连接；所述微腔器件的第二端口上通过气相沉积形成有金属焊层，所述金属薄膜焊接固定于所述微腔器件的金属焊层上且悬空于所述微腔器件的光学微腔前。
5、进一步的，所述微腔器件的内径等于所述单模光纤的直径，所述微腔器件的第一端口与所述单模光纤的端面之间插接固定。
6、进一步的，所述微腔器件的第一端口与所述单模光纤的外壁之间涂覆有光学胶进行粘接固定，所述光学胶上涂覆有密封胶进行密封固定。
7、进一步的，所述金属薄膜包括外围区域和中心区域，所述外围区域环绕在所述中心区域外；所述外围区域焊接固定于所述微腔器件的金属焊层上，所述中心区域悬空于所述微腔器件的光学微腔前。
8、进一步的，所述金属焊层包括铬焊层，所述金属薄膜包括金锡合金薄膜。
9、一种光纤压力传感器的制备方法，包括如下步骤：
10、步骤100：取一微腔器件，所述微腔器件具有光学微腔以及与所述光学微腔两端分别连通的第一端口和第二端口；
11、步骤200：在所述微腔器件的第二端口上通过气相沉积形成一金属焊层；
12、步骤300：将一金属薄膜通过湿法转移形成于所述微腔器件的金属焊层上，且悬空于所述微腔器件的光学微腔前；
13、步骤400：对所述微腔器件进行加热，使所述微腔器件上的金属焊层和金属薄膜焊接在一起；
14、步骤500：将一单模光纤的端面与所述微腔器件的第一端口相连接。
15、进一步的，在步骤300中，将一金属薄膜通过湿法转移形成于所述微腔器件的金属焊层上，且悬空于所述微腔器件的光学微腔前的步骤如下：
16、步骤310：在铜基箔片上通过气相沉积法形成所述金属薄膜；
17、步骤320：采用硫酸溶液将所述铜基箔片溶解腐蚀，使所述铜基箔片上的金属薄膜转移至所述硫酸溶液中；
18、步骤330：采用去离子水对转移有所述金属薄膜的硫酸溶液进行稀释过滤，使所述硫酸溶液中的金属薄膜转移漂浮于所述去离子水上；
19、步骤340：将所述微腔器件上带有所述金属焊层的第二端口缓慢地靠近漂浮于所述去离子水上的金属薄膜，待所述微腔器件的金属焊层接触到所述金属薄膜后再缓慢地将其拉离，使所述金属薄膜转移至所述微腔器件的金属焊层上；
20、步骤350：对所述微腔器件上的金属薄膜进行干燥处理，使所述金属薄膜与所述微腔器件的金属焊层上相结合且悬空于所述微腔器件的光学微腔前。
21、进一步的，所述微腔器件的内径等于所述单模光纤的直径，在步骤500中，将所述单模光纤的一端与所述微腔器件的第一端口之间插接固定。
22、进一步的，所述单模光纤的一端与所述微腔器件的第一端口之间插接固定的步骤如下：
23、步骤510：将所述单模光纤的一端面切平；
24、步骤520：将所述单模光纤切平后的端面从所述微腔器件的第一端口插入到所述微腔器件的光学微腔内；
25、步骤530：将检测光从所述单模光纤的另一端面耦合进所述单模光纤内，并采集从所述单模光纤的另一端面被反射回来的反射光，得到发射光的干涉光谱；
26、步骤540：调节所述单模光纤在所述微腔器件内的插入深度，直至所述干涉光谱变化为预设的初始光谱；
27、步骤550：在所述微腔器件的第一端口与所述单模光纤的外壁之间涂覆光学胶进行粘接固定；
28、步骤560：在所述光学胶上涂覆密封胶进行密封固定。
29、进一步的，所述金属焊层包括铬焊层，所述金属薄膜包括金锡合金薄膜。
30、本专利技术具有如下有益效果：本专利的光纤压力传感器先在所述微腔器件的第二端口上通过气相沉积法形成所述金属焊层，然后再将所述金属薄膜通过焊接方式与位于所述微腔器件的金属焊层上固定，使得所述金属薄膜悬空于所述微腔器件的光学微腔前，由于所述金属薄膜通过与所述金属焊层焊接固定的方式从而与所述微腔器件相结合，相较于现有技术中的金属薄膜通过范德华力与所述微腔器件相结合，焊接固定的结合更大、更牢固，而且所述金属焊层通过气相沉积方式形成在所述微腔器件的第二端口上，所述金属焊层与所述微腔器件之间除了范德华力之外，还有气相沉积时所形成的离子键、共价键、金属键等产生的相互作用力，极大地提高了所述金属薄膜与所述微腔器件相结合的牢固性。
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1.一种光纤压力传感器，包括单模光纤、微腔器件和金属薄膜，所述微腔器件具有光学微腔以及与所述光学微腔两端分别连通的第一端口和第二端口，所述微腔器件的第一端口与所述单模光纤的一端面相连接，所述微腔器件的第二端口与所述金属薄膜相连接；其特征在于，所述微腔器件的第二端口上通过气相沉积形成有金属焊层，所述金属薄膜焊接固定于所述微腔器件的金属焊层上且悬空于所述微腔器件的光学微腔前。
2.根据权利要求1所述的光纤压力传感器，其特征在于，所述微腔器件的内径等于所述单模光纤的直径，所述微腔器件的第一端口与所述单模光纤的端面之间插接固定。
3.根据权利要求2所述的光纤压力传感器，其特征在于，所述微腔器件的第一端口与所述单模光纤的外壁之间涂覆有光学胶进行粘接固定，所述光学胶上涂覆有密封胶进行密封固定。
4.根据权利要求1所述的光纤压力传感器，其特征在于，所述金属薄膜包括外围区域和中心区域，所述外围区域环绕在所述中心区域外；所述外围区域焊接固定于所述微腔器件的金属焊层上，所述中心区域悬空于所述微腔器件的光学微腔前。
5.根据权利要求1所述的光纤压力传感器
6.一种光纤压力传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的光纤压力传感器的制备方法，其特征在于，在步骤300中，将一金属薄膜通过湿法转移形成于所述微腔器件的金属焊层上，且悬空于所述微腔器件的光学微腔前的步骤如下：
8.根据权利要求6所述的光纤压力传感器的制备方法，其特征在于，所述微腔器件的内径等于所述单模光纤的直径，在步骤500中，将所述单模光纤的一端与所述微腔器件的第一端口之间插接固定。
9.根据权利要求8所述的光纤压力传感器的制备方法，其特征在于，所述单模光纤的一端与所述微腔器件的第一端口之间插接固定的步骤如下：
10.根据权利要求6所述的光纤压力传感器的制备方法，其特征在于，所述金属焊层包括铬焊层，所述金属薄膜包括金锡合金薄膜。
...【技术特征摘要】
1.一种光纤压力传感器，包括单模光纤、微腔器件和金属薄膜，所述微腔器件具有光学微腔以及与所述光学微腔两端分别连通的第一端口和第二端口，所述微腔器件的第一端口与所述单模光纤的一端面相连接，所述微腔器件的第二端口与所述金属薄膜相连接；其特征在于，所述微腔器件的第二端口上通过气相沉积形成有金属焊层，所述金属薄膜焊接固定于所述微腔器件的金属焊层上且悬空于所述微腔器件的光学微腔前。
2.根据权利要求1所述的光纤压力传感器，其特征在于，所述微腔器件的内径等于所述单模光纤的直径，所述微腔器件的第一端口与所述单模光纤的端面之间插接固定。
3.根据权利要求2所述的光纤压力传感器，其特征在于，所述微腔器件的第一端口与所述单模光纤的外壁之间涂覆有光学胶进行粘接固定，所述光学胶上涂覆有密封胶进行密封固定。
4.根据权利要求1所述的光纤压力传感器，其特征在于，所述金属薄膜包括外围区域和中心区域，所述外围区域环绕在所述中心区域外；所述外围区域焊接固定于所述微腔器件的金属焊层上，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘申，肖月亮，王义平，丁伟，洪桂清，王明秀，林侨，张维冠，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：
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