一种基于F-P腔的光纤MEMS流体压力传感器制造技术

本技术涉及MEMS光纤传感器技术领域，尤其是一种基于F‑P腔的光纤MEMS流体压力传感器。其包括安装管，所述安装管上端通过螺纹连接安装螺栓，所述安装螺栓中心竖直设置上下贯通的光纤安装孔，所述光纤安装孔内插入光纤，光纤内设置光纤纤芯，安装螺栓底部中心设置芯片安装槽，所述芯片安装槽和光纤安装孔连通；所述芯片安装槽内固定MEMS芯片，光纤纤芯连接MEMS芯片；所述MEMS芯片包括硅基底层和氮化硅层，硅基底层和氮化硅层分上下连接成一体，光纤纤芯一端穿过硅基底层后面向氮化硅层。本技术通过F‑P谐振腔距离的改变测量流体压力的微小变化，能够更加灵敏的检测到微小的振动，有效提高了传感器探测的灵敏度。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及mems光纤传感器，尤其是一种基于f-p腔的光纤mems流体压力传感器。

技术介绍

1、相较于电学式加速度传感器，光纤加速度传感器抗电磁干扰、抗腐蚀能力强，加上光纤自身细小、敏感的特点，使其近年来得到了大量发展。相较于其它光学方法的加速度传感器，光纤加速度传感器制作方便，不需要复杂的波导结构加工，同时由于光纤自身低损耗、易复用的特点使光纤加速度传感器更适用于大范围组网和多节点测量。在建筑物健康监测、系统振动抑制、地震波监测等领域，光纤加速度传感器的需求量逐渐增加。由于电类传感器易受强电磁场的干扰，因此某些电力系统的振动监测，只能用光纤加速度传感器。

2、虽然光纤加速度传感具有结构简单，重复性好等优点，但其灵敏度和谐振频率都比较低，无法满足一些灵敏度高等场合的需求，因此如何提供一种高灵敏度的光纤加速度传感器成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本申请针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种基于f-p腔的光纤mems流体压力传感器，能够更加灵敏的检测到微小的振动，有效提高了传感器探测的灵敏度；同时，抗电磁干扰能力强，可在各种恶劣环境下出色地完成流体压力监测任务。

2、本技术所采用的技术方案如下：

3、一种基于f-p腔的光纤mems流体压力传感器，包括安装管，所述安装管下端连接在流体管表面并和流体管内腔连通，流体管里的流体能够进入安装管内腔中；所述安装管上端通过螺纹连接安装螺栓，所述安装螺栓中心竖直设置上下贯通的光纤安装孔，所述光纤安装孔内插入光纤，光纤内设置光纤纤芯，安装螺栓底部中心设置芯片安装槽，所述芯片安装槽和光纤安装孔连通；所述芯片安装槽内固定mems芯片，光纤纤芯连接mems芯片；所述mems芯片包括硅基底层和氮化硅层，硅基底层和氮化硅层分上下连接成一体，光纤纤芯一端穿过硅基底层后面向氮化硅层，光纤纤芯端面和氮化硅层之间形成f-p谐振腔。

4、进一步的，氮化硅层面向光纤纤芯的内表面设置银膜，银膜厚度为100~200nm。

5、进一步的，氮化硅层的外表面加工成磨砂面，磨砂面的粗糙度为30μm。

6、进一步的，安装管侧面横向设置闸阀，闸阀能够横向移动关闭或打开安装管内腔通道，闸阀位于安装螺栓和流体管之间。

7、本技术的有益效果如下：

8、本技术通过f-p谐振腔距离的改变测量流体压力的微小变化，能够更加灵敏的检测到微小的振动，有效提高了传感器探测的灵敏度；同时，mems芯片和光纤抗电磁干扰能力强，可在各种恶劣环境下出色地完成流体压力监测任务；氮化硅层面向光纤纤芯的内表面设置银膜，能够提高氮化硅层内表面的光反射率，从而提高f-p谐振腔的测量精度；氮化硅层的外表面加工成磨砂面，降低了氮化硅层的外表面的光反射率，最终降低从银膜穿透过去的剩余光线在氮化硅层的外表面和光纤纤芯端面组成的f-p（空气和氮化硅）复合谐振腔的作用下对f-p谐振腔返回到后端的干涉条纹的干扰。

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【技术保护点】

1.一种基于F-P腔的光纤MEMS流体压力传感器，包括安装管（1），其特征在于：所述安装管（1）下端连接在流体管（11）表面并和流体管（11）内腔连通，流体管（11）里的流体能够进入安装管（1）内腔中；所述安装管（1）上端通过螺纹连接安装螺栓（3），所述安装螺栓（3）中心竖直设置上下贯通的光纤安装孔，所述光纤安装孔内插入光纤（4），光纤（4）内设置光纤纤芯（5），安装螺栓（3）底部中心设置芯片安装槽，所述芯片安装槽和光纤安装孔连通；所述芯片安装槽内固定MEMS芯片（6），光纤纤芯（5）连接MEMS芯片（6）；所述MEMS芯片（6）包括硅基底层（7）和氮化硅层（8），硅基底层（7）和氮化硅层（8）分上下连接成一体，光纤纤芯（5）一端穿过硅基底层（7）后面向氮化硅层（8），光纤纤芯（5）端面和氮化硅层（8）之间形成F-P谐振腔（9）。

2.如权利要求1所述的一种基于F-P腔的光纤MEMS流体压力传感器，其特征在于：所述氮化硅层（8）面向光纤纤芯（5）的内表面设置银膜（10），银膜（10）厚度为100~200nm。

3.如权利要求2所述的一种基于F-P腔的光纤MEMS流体压力传感器，其特征在于：所述氮化硅层（8）的外表面加工成磨砂面，磨砂面的粗糙度为30μm。

4.如权利要求3所述的一种基于F-P腔的光纤MEMS流体压力传感器，其特征在于：所述安装管（1）侧面横向设置闸阀（2），闸阀（2）能够横向移动关闭或打开安装管（1）内腔通道，闸阀（2）位于安装螺栓（3）和流体管（11）之间。

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【技术特征摘要】

1.一种基于f-p腔的光纤mems流体压力传感器，包括安装管（1），其特征在于：所述安装管（1）下端连接在流体管（11）表面并和流体管（11）内腔连通，流体管（11）里的流体能够进入安装管（1）内腔中；所述安装管（1）上端通过螺纹连接安装螺栓（3），所述安装螺栓（3）中心竖直设置上下贯通的光纤安装孔，所述光纤安装孔内插入光纤（4），光纤（4）内设置光纤纤芯（5），安装螺栓（3）底部中心设置芯片安装槽，所述芯片安装槽和光纤安装孔连通；所述芯片安装槽内固定mems芯片（6），光纤纤芯（5）连接mems芯片（6）；所述mems芯片（6）包括硅基底层（7）和氮化硅层（8），硅基底层（7）和氮化硅层（8）分上下连接成一体，光纤纤芯（5）一端穿过硅基底层（7）后面向氮化...

【专利技术属性】
技术研发人员：王一川，王森，
申请(专利权)人：江苏光微半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：