[发明专利]一种基于高纯石英压力敏感元的光纤传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于高纯石英压力敏感元的光纤传感器，其特征在于：包括光纤、石英套管、高纯石英压力敏感元；

所述石英套管内设有通孔，所述通孔内插入所述光纤；所述石英压力敏感元与所述石英套管连接。

2.根据权利要求1所述的基于高纯石英压力敏感元的光纤传感器，其特征在于：所述石英套管内设有梯形凹坑的通孔。

3.根据权利要求1所述的基于高纯石英压力敏感元的光纤传感器，其特征在于：所述石英压力敏感元与所述石英套管通过激光热熔的方式免胶固定。

4.根据权利要求3所述的基于高纯石英压力敏感元的光纤传感器，其特征在于：所述石英压力敏感元与所述石英套管在通过激光热熔的方式免胶固定之前，需要通过光胶的方法把所述石英压力敏感元暂时固定在所述石英套管端面。

5.根据权利要求1所述的基于高纯石英压力敏感元的光纤传感器，其特征在于：

所述光纤的端面与所述石英压力敏感元内表面形成法布里-珀罗腔。

6.根据权利要求1所述的基于石英压力敏感元的光纤传感器，其特征在于：

所述石英的压力敏感元厚度由光学冷加工工艺控制。

7.一种根据权利要求1～6任一项所述的基于高纯石英压力敏感元的光纤传感器制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、选取长度6-8mm的石英套管，利用飞秒激光将石英套管的端面进行加工，并快速地加工出规则且光滑的梯形凹坑，将加工后的石英套管置于酒精溶液中超声波清洗2-5分钟，重复清洗2-3遍，最后100℃烘干1-2小时；并利用光学冷加工工艺对石英套管的梯形凹坑端面进行磨砂、抛光处理，光洁度不低于12级，同时确保其端面垂直于套管轴线，垂直度误差小于1度，最后用无水酒精将抛光好的端面擦拭干净；

S2、将石英压力敏感元的其中一个面进行磨砂和抛光，光洁度为3-6级，将所述石英压力敏感元的另外一个面磨砂抛光处理，使其光洁度达到12级或12级以上，同时使其厚度加工到15微米-500微米之间的需求厚度，然后对磨砂抛光好的压力敏感元用无水酒精擦拭干净；

S3、将所述S2中加工后的石英压力敏感元置于300℃的恒温箱静置24小时然后自然冷却的退火处理；

S4、将所述S3中退火处理后的石英压力敏感元利用CO₂激光对其切割成边长是所述石英套管直径约1.3倍大小的正方形，然后用无水酒精擦拭将其擦拭干净；

S5、利用玻璃表面的高光洁度将所述S4中切割后的石英压力敏感元光胶吸附到所述石英套管的端面；

S6、将所述光胶吸附到石英套管端面的石英压力敏感元和靠近所述石英套管端面的边缘用激光热熔固定，同时将所述石英套管周围多余的石英压力敏感元用CO₂激光切割掉，然后将其置于300℃的恒温箱静置24-48小时随之自然冷却进行退火处理；

S7、设计好静置传感器的法布里-珀罗腔的腔长，将处理好的光纤采用紫外光学胶胶粘固定到石英套管内。