[发明专利]基于碳纳米材料少模长周期光纤光栅的测量方法及传感器

权利要求书

1.一种基于碳纳米材料少模长周期光纤光栅的传感器，其特征是，包括模式转换少模长周期光纤光栅和蚀刻减薄涂覆碳纳米纤维的少模长周期光纤光栅传感器两个模块，两个模块级联在一起，入射光输入到模式转换少模长周期光纤光栅，使LP01基模的能量转移到LP02高阶模上，然后通过少模长周期光纤光栅传感器，使LP02高阶模与包层中的低阶模式耦合来传感外界物质折射率的变化。

2.一种基于碳纳米材料少模长周期光纤光栅的测量方法，其特征是，基于碳纳米材料少模长周期光纤光栅的测量方法，将模式转换少模长周期光纤光栅和蚀刻减薄涂覆碳纳米纤维的少模长周期光纤光栅传感器级联在一起，入射光输入到模式转换模块，使LP01基模的能量转移到LP02高阶模上，然后通过少模长周期光纤光栅FM-LPFG传感器，使LP02高阶模与包层中的低阶模式耦合来传感外界物质折射率的变化，反映在透射谱中波长会发生漂移，建立折射率变化对波长变化量的关系，实现对外界待测物质的传感测量。

3.如权利要求2所述的基于碳纳米材料少模长周期光纤光栅的测量方法，其特征是，蚀刻减薄涂覆碳纳米纤维的少模长周期光纤光栅传感器的制作方法是，第一步：首先采用飞秒激光器将周期为Λ₂，范围在300～600μm之间，的长周期光纤光栅写入少模光纤中；

第二步：将少模光纤两端固定在匀速转动的两个旋转轴之间，使其刚好和HF酸溶液表面相接触，在液体表面张力的作用下使酸液裹覆在光纤包层上，旋转光纤使腐蚀掉落的SiO₂及时脱离光纤表面，均衡光纤的刻蚀速度，保证刻蚀后的光纤光栅包层厚度均匀一致，之后需要对包层腐蚀后的FM-LPFG做NaOH溶液处理，防止残留的HF酸进一步腐蚀包层；

第三步：采用外加磁场诱导Fe₃O₄/碳纳米纤维排列整齐，规则地沉积在蚀刻后的少模光纤光栅上。