[发明专利]一种光纤端面薄膜型气压传感器的制备方法及制备装置

权利要求书

1.一种光纤端面薄膜型气压传感器的制备装置，其特征在于，所述制备装置包括光源模块、光纤耦合器、光谱采集与分析模块、传导光纤、薄膜和热风发生模块，其中；

所述光源模块的输出端口连接所述光纤耦合器的第一端口，用于产生预置波长的照射光，并将所述照射光通过所述输出端口发送给所述光纤耦合器；

所述光纤耦合器的第二端口连接所述传导光纤的输入端口，所述光纤耦合器的第三端口连接所述光谱采集与分析模块的输入端口，用于对所述照射光进行耦合，并将耦合后的照射光发送给所述传导光纤；

所述传导光纤的输出端口的端面包裹有所述薄膜，用于将所述耦合后的照射光传导到所述薄膜进行反射，并收集所述薄膜的反射光发送给所述光纤耦合器，以通过所述光纤耦合器将所述反射光发送给所述光谱采集与分析模块；

所述光谱采集与分析模块的输出端口连接所述热风发生模块的输入端口，用于根据所述反射光的光波长和所述反射光的自由光谱宽度并通过预置的薄膜厚度计算公式计算得到所述薄膜的厚度，将所述薄膜的厚度与预置的薄膜厚度进行比较，根据比较结果生成控制信号并发送给所述热风发生模块；其中，所述光谱采集与分析模块内置有薄膜厚度计算公式：λ是光波长，n是薄膜的光学有效折射率，L是薄膜的厚度，FSR表示预设的函数；

所述热风发生模块，用于根据所述控制信号产生对应温度和风速的热风，所述热风作用于所述薄膜表面，用以将所述薄膜的厚度控制至预置的薄膜厚度，并将所述薄膜固定在所述传导光纤的输出端口的端面上；

其中，所述光谱发生模块内置的薄膜厚度计算公式导入逻辑运算，所述逻辑运算为当LL₀，增大风速；如果L＝L₀,停止吹风；L₀表示预置的薄膜厚度。

2.如权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述制备装置还包括用于将所述传导光纤的输出端口的端面切割平整的光纤切割器，所述光纤切割器为机械式光纤切割刀或飞秒激光切割刀。

3.如权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述光源模块为产生宽带光源的光源模块，所述宽带光源包括受激自发辐射光线光源或超连续光线光源。

4.如权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述光纤耦合器包括至少三个端口，所述光纤耦合器为树形光纤耦合器、星型光纤耦合器或光纤环形器中的一种。

5.如权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述光谱采集与分析模块为衍射光栅光谱仪、棱镜光谱仪、干涉光谱仪或微型光谱仪中的一种。

6.如权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述薄膜为聚合物薄膜，包括聚氯乙烯薄膜、聚乙烯薄膜、尼龙薄膜或聚脂薄膜中的任意一种。

7.如权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述热风发生模块为温度和风速可调的塑料焊枪。

8.一种光纤端面薄膜型气压传感器的制备方法，其特征在于，包括：

将光纤耦合器的第一端口连接光源模块的输出端口，将所述光纤耦合器的第二端口连接传导光纤的输入端口，将所述光纤耦合器的第三端口连接光谱采集与分析模块的输入端口，将所述光谱采集与分析模块的输出端口连接热风发生模块的输入端口；其中，所述光谱采集与分析模块内置有薄膜厚度计算公式：λ是光波长，n是薄膜的光学有效折射率，L是薄膜的厚度，FSR表示预设的函数；

将薄膜包裹在所述传导光纤的输出端口的端面上，并调整所述薄膜，得到高对比度的干涉光谱；

开启所述热风发生模块，并初始化所述热风发生模块产生的热风的温度和风速，以使所述热风发生模块根据所述光谱采集与分析模块发送的控制信号产生对应温度和风速的热风，所述热风作用于所述薄膜表面，用以将所述薄膜固定在所述传导光纤的输出端口的端面上；

关闭所述热风发生模块，以使所述薄膜冷却固化，得到预置的光纤端面薄膜型气压传感器；

其中，所述光谱发生模块内置的薄膜厚度计算公式导入逻辑运算，所述逻辑运算为当LL₀，增大风速；如果L＝L₀,停止吹风；L₀表示预置的薄膜厚度；

其中，所述初始化所述热风发生模块产生的热风的温度和风速包括：

将所述热风发生模块产生的热风的初始温度设置为与所述薄膜的材质的熔点匹配的温度，将所述热风发生模块产生的热风的风速设置为0；

其中，所述关闭所述热风发生模块之前，还包括：

所述光谱采集与分析模块根据预置的薄膜厚度计算公式和反射光的光波长计算得到当前所述薄膜的厚度；

判断当前所述薄膜的厚度是否大于预置的薄膜厚度，若大于，则生成增大风速的控制信号给所述热风发生模块，以使所述热风发生模块根据所述控制信号增大产生的热风的风速，若等于，则发送关闭信号给所述热风发生模块；

其中，所述关闭所述热风发生模块包括：

所述热风发生模块接收到所述关闭信号后，进行关闭操作。