[发明专利]一种微结构荧光光纤

说明书

技术领域

本发明涉及一种荧光光纤，特别是涉及一种微结构荧光光纤。

背景技术

荧光传感器以灵敏度高，可采集信号丰富及使用方便受到人们的广泛关注，并在近年得到迅速的发展。其中涂覆有荧光传感材料的光纤是研究的热点之一，但现有的基于光纤的荧光检测装置仍以单点测量为主，分布式或准分布式的传感装置较少。主要原因是缺乏能够应用于分布式装置的荧光光纤。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种微结构荧光光纤。该微结构荧光光纤具有传感特性，这有利于构建分布式或准分布式的荧光光纤传感装置。该微结构荧光光纤具有结构简单、使用方便、成本低，具有较好的应用前景。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种微结构荧光光纤，其特征在于：包括纤芯和包裹在纤芯外表面且折射率小于纤芯折射率的包层，所述纤芯和包层之间设置有内包层，所述包层的厚度大于纤芯(1)的直径，所述内包层的厚度小于包层的厚度，所述包层上沿纤芯的长度方向设置有多个与纤芯长度方向相垂直的孔，多个孔相互间隔且相邻两个孔之间的距离均相等，所述孔的内表面设置有荧光材料层，所述孔的孔径大于内包层的厚度且小于包层的厚度，所述孔的底面或侧面与包层和内包层的分界面相接触，所述纤芯、包层和外包层均由硅石基玻璃基材料制成，所述硅石基玻璃材料为石英玻璃材料或是添加有二氧化锗的石英玻璃材料。

上述的一种微结构荧光光纤，其特征在于：所述荧光材料层的厚度小于内包层的厚度。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明揭示了一种微结构荧光光纤，通过在光纤的包层内加工出多个微孔，并在微孔的内表面涂覆具有荧光特性的传感材料，从而使整个光纤具有传感特性，这有利于构建分布式或准分布式的荧光光纤传感装置。

2、现有的具有荧光特性的传感材料众多，可监测的对象也较多，通过在本发明光纤的不同部位的微孔中涂覆不同种类的荧光材料，则可监测不同的对象和参数，扩展了该荧光光纤的使用范围。

3、在本发明的光纤中，当所述的微孔的底面或侧面不与纤芯和包层的分界面相接触，且距纤芯和包层分界面的距离不大于5微米，则只有在弯曲、微弯或光纤变形等条件下，入射光才会有部分耦合进入包层内，然后才有进行测试的可能性，从而限定了测试条件，为连续抛弃型传感装置提供了条件。

综上所述，本发明的微结构荧光光纤结构简单、成本低、用途广，可用于实现分布式或准分布式监测传感的目的，具有较好的市场前景。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

附图标记说明：

1-纤芯；  2-包层；3-孔；

4-内包层；5-荧光材料层。

具体实施方式

如图1所示的一种微结构荧光光纤，包括纤芯1和包裹在纤芯1外表面且折射率小于纤芯1折射率的包层2，所述纤芯1和包层2之间设置有内包层4，所述包层2的厚度大于纤芯1的直径，所述内包层4的厚度小于包层2的厚度，所述包层2上沿纤芯1的长度方向设置有多个与纤芯1长度方向相垂直的孔3，多个孔3相互间隔且相邻两个孔3之间的距离均相等，所述孔3的内表面设置有荧光材料层5，所述孔3的孔径大于内包层4的厚度且小于包层2的厚度，所述孔3的底面或侧面与包层2和内包层4的分界面相接触，所述纤芯1、包层2和外包层4均由硅石基玻璃基材料制成，所述硅石基玻璃材料为石英玻璃材料或是添加有二氧化锗的石英玻璃材料。所述荧光材料层5的厚度小于内包层4的厚度。

具体使用过程是：从微结构荧光光纤一端耦合的入射光沿纤芯1传输，少量的入射光耦合进入包层2内，并与荧光材料层5相互作用，部分荧光信号会耦合进入纤芯1并传输至微结构荧光光纤的端部并可被安置在端部的探测器捕获；根据荧光材料层5特性的不同，其作用的结果也有差异，有荧光出现型和荧光猝灭型，当微结构荧光光纤的一个部位待测物理量变化时，则该部位的荧光信号也会发生改变，该信号会被安置在端部的探测器捕获并可推算出待测物理量的大小及位置，从而实现分布式或准分布的监测目的。所述的纤芯1和包层2至少其中之一还可以由高分子材料构成。优选的，高分子材料可以是有机玻璃、透明的氟烯烃等材料。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。