[发明专利]一种基于光纤传感的传感结构

说明书

本发明涉及一种基于光纤传感的传感结构，包括波导衬底，所述波导衬底的上表面设置有多个倾斜的纳米金属棒，该基于光纤传感的传感结构，通过多个倾斜的纳米金属棒阵列能够耦合部分入射光波，当有外界的压力作用于纳米金属棒的时候，就会使得纳米金属棒的倾斜角度发生变化，从而使得耦合部分光发生变化，进而导致出射光发生变化，通过检测出射光的不同，就可以实现传感器的功能，该基于光纤传感的传感结构，结构简单，稳定性高，不容易受到外界因素的干扰，能够用于产生力的信号的检测，充分利用光波检测的灵敏性高的特点。

技术领域

本发明属于传感器技术领域，具体涉及一种基于光纤传感的传感结构。

背景技术

传感器(英文名称：transducer/sensor)是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

光纤传感技术集“传”与“感”为一体，近年来成为研究的热点，其中光纤声传感器与传统电容类传感器相比，具有结构简单小巧、灵敏度高、抗电磁干扰、耐腐蚀、功耗低等诸多优点，在易燃易爆、强电磁干扰、强腐蚀等高危环境中应用前景广泛，目前已被应用于水听器、局部气体监测、材料特性分析、结构无损探测、变压器局部放电检测等工业国防领域。

目前光纤声传感技术主要有以下几类：第一类是本征型干涉式光纤声传感技术，例如全光纤迈克尔逊干涉技术与马赫泽德干涉技术，但干涉臂尺度较大，极易受到外界环境变化(温度、振动等)的影响，造成干涉光相位信号的波动，信噪比降低；第二类是强度式光纤声传感技术，采用一对发射光纤和接收光纤传输光信号，声敏薄膜作为反射面直接对光强进行调制，该方案相较干涉结构受环境的影响略小，但强度调制法信噪比不高，结构也相对复杂；第三类为非本征型法布里珀罗干涉技术，利用声波对法布里珀罗腔腔长的调制，对光信号相位进行调制，具有结构简单小巧、频率响应范围大等优点，但解调时需要将光源输出波长至正交工作点处，而正交工作点位置易受环境影响，影响测量稳定性，且制作时无法精确控制正交工作点位置，难以实现多点测量。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于光纤传感的传感结构，包括波导衬底，所述波导衬底的上表面设置有多个倾斜的纳米金属棒。

所述波导衬底为长方体。

所述纳米金属棒是由银制成。

所述波导衬底为光纤。

所述纳米金属棒的倾斜方向与波导衬底内的光传播方向平行。

所述纳米金属棒的倾斜方向与波导衬底内的光传播方向垂直。

所述纳米金属棒的直径为100nm～300nm。

所述纳米金属棒的高度为0.5μm～3.5μm。

所述波导衬底的厚度为5μm～12μm。

所述纳米金属棒的排列周期为300nm～500nm。

本发明的有益效果：本发明提供的这种基于光纤传感的传感结构，通过多个倾斜的纳米金属棒阵列能够耦合部分入射光波，当有外界的压力作用于纳米金属棒的时候，就会使得纳米金属棒的倾斜角度发生变化，从而使得耦合部分光发生变化，进而导致出射光发生变化，通过检测出射光的不同，就可以实现传感器的功能，该基于光纤传感的传感结构，结构简单，稳定性高，不容易受到外界因素的干扰，能够用于产生力的信号的检测，充分利用光波检测的灵敏性高的特点。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是基于光纤传感的传感结构示意图一。

图2是基于光纤传感的传感结构俯视图一。

图3是基于光纤传感的传感结构示意图二。