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专利号: 2020100985155
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于混合腔的F-P光纤干涉仪湿度与横向压力传感器,其特征在于:包括导入光纤(1)、空气泡腔(2)和琼脂腔(3),所述的导入光纤(1)端面嵌入空气泡腔(2)内,所述的空气泡腔(2)外表面远离导入光纤(1)一侧粘覆有琼脂腔(3);

所述的导入光纤(1)用于导入光源信号和传输反射光,所述的导入光纤(1)导入的光源信号在导入光纤(1)端面与空气的分界面上发生第一次反射与第一次透射,第一次透射的光源信号经过空气泡腔(2)在空气泡腔(2)与琼脂腔(3)的分界面上发生第二次反射与第二次透射,第二次透射的光源信号经过琼脂腔(3)在琼脂腔(3)与空气的分界面上发生第三次反射与第三次透射,第一次反射、第二次反射和第三次反射的光信号均通过导入光纤(1)输出并发生干涉;

所述的空气泡腔(2)在横向压力的作用下会产生形变;所述的琼脂腔(3)吸湿后导致折射率和体积发生变化。

2.根据权利要求1所述的基于混合腔的F-P光纤干涉仪湿度与横向压力传感器,其特征在于:所述的空气泡腔(2)采用SiO2微管通过电弧放电的方法制成,所述的空气泡腔(2)与导入光纤(1)熔接;所述的空气泡腔(2)的反射谱线的消光比大于10dB。

3.根据权利要求1所述的基于混合腔的F-P光纤干涉仪湿度与横向压力传感器,其特征在于:所述的琼脂腔(3)采用琼脂胶体制成。

4.据权利要求1所述的基于混合腔的F-P光纤干涉仪湿度与横向压力传感器,其特征在于:所述的导入光纤(1)采用单模光纤。

5.一种制备如权利要求1至4中任一所述的基于混合腔的F-P光纤干涉仪湿度与横向压力传感器的方法,其特征在于:首先在导入光纤(1)的端部制成空气泡腔(2),再通过端蘸法使琼脂腔(3)与空气泡腔(2)结合,具体步骤如下:步骤1,将导入光纤(1)一端与SiO2微管采用光纤熔接机熔接;

步骤2,在微位移平台上,利用显微镜找到熔接点,朝向SiO2微管的延伸方向,截取

250um;

步骤3,将熔接点放置在偏离电弧放电的位置,通过电弧放电使SiO2微管形成空心的空气泡腔(2);通过光谱分析仪检测空气泡腔(2)的反射谱线的消光比,若消光比小于10dB,重复步骤1至步骤3;

步骤4,若消光比大于10dB,则将制好的空气泡腔(2)竖直向下设置,通过操纵平台夹持光纤并控制光纤在竖直方向上进行位移,空气泡腔(2)的正下方设置有热琼脂溶液;

步骤5,调节光纤竖直向下运动,使空气泡腔(2)端面浸没在热琼脂溶液中,维持两秒后缓慢向上移动光纤,空气泡腔(2)端面覆盖有一层琼脂液,空气泡腔(2)端面的琼脂液冷却至室温后形成琼脂腔(3)。

6.如权利要求5所述的一种制备基于混合腔的F-P光纤干涉仪湿度与横向压力传感器的方法,其特征在于:所述的步骤1中,SiO2微管的端面与导入光纤(1)一端端面熔接,所述的SiO2微管的内径不大于导入光纤(1)的直径。

7.如权利要求5所述的一种制备基于混合腔的F-P光纤干涉仪湿度与横向压力传感器的方法,其特征在于:所述的步骤3中,导入光纤(1)另一端采用光纤环形器分别与连接宽带光源和光谱分析仪连接,所述的连接宽带光源和光谱分析仪用于检测空气泡腔(2)的反射光谱。

8.如权利要求7所述的一种制备基于混合腔的F-P光纤干涉仪湿度与横向压力传感器的方法,其特征在于:所述的步骤3中,将熔接点放置在偏离电弧放电位置250μm的位置,然后设置70bit的电弧强度和2000ms的电弧放电时间。

9.如权利要求5所述的一种制备基于混合腔的F-P光纤干涉仪湿度与横向压力传感器的方法,其特征在于:所述的步骤4中,热琼脂溶液采用琼脂粉与水质量比为0.75%的比例放置在沸水中,不断搅拌,让琼脂粉完全溶于水中后制成,所述的热琼脂溶液温度不低于42℃。