[发明专利]光纤V槽型包层SPR应变传感器及其制作方法

权利要求书

1.光纤V槽型包层SPR应变传感器，包括顺次连接的传感光纤，收光阶跃多模光纤；其中，传感光纤固定在待测形变物上，传感光纤的右端与收光阶跃多模光纤的左端正对焊接，传感光纤的左端与宽谱光源相连，收光阶跃多模光纤的右端与光谱仪相连，光谱仪对信号进行采集与解调；其特征在于：传感光纤上具有V槽结构，光束到达V槽结构时纤芯中的光耦合进入包层中，与覆盖在包层表面的金属膜发生表面等离子体共振效应后，反射光进入收光阶跃多模光纤的左端；所述传感光纤上的V槽38μm-67μm、个数为1-30个、周期为500μm-800μm；所述传感光纤是单模光纤、渐变多模光纤或阶跃多模光纤。

2.根据权利要求1所述的光纤V槽型包层SPR应变传感器，其特征在于：所述的收光阶跃多模光纤的纤芯直径105μm，包层直径125μm，数值孔径0.22。

3.一种光纤V槽型包层SPR应变传感器的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

S1 取一段单模光纤，纤芯直径8μm，包层直径125μm，将单模光纤一端剥除涂敷层，在其上刻蚀设计数量的V槽个数和周期，切割单模光纤带有V槽的部分为传感区，两端做切平备用；

S2 取一段阶跃多模光纤，纤芯直径105μm，包层直径125μm，两端切平备用；

S3 将制备好V槽结构的单模光纤传感区的一端与阶跃多模光纤的一端正对焊接，通过等离子溅射仪对V槽后传感区环形镀制50nm金膜，光纤V槽型包层SPR应变传感器制作完成；

S4将探针左端单模光纤连接光源，探针右端阶跃多模光纤连接光谱仪，探针镀膜区域置于装有环境溶液的玻璃管中，环境溶液折射率为1.333RIU-1.385RIU，玻璃管水平置于载物台上，光源发出的光在通过V槽结构时，包层模式被激发，传输光在包层与金属薄膜界面发生全反射和表面等离子体共振，反射后的光信号经芯径为105μm阶跃折射率多模收光光纤进入光谱仪，光谱仪5将传输过来的反射光谱进行采集与解调，保存反射光谱数据，并制作不同折射率溶液的反射光谱曲线；然后将光纤探针镀膜区域放入光纤涂敷机中涂覆一层紫外固化胶，折射率为1.333RIU-1.385RIU，并用固胶凝固，构成V槽型包层SPR应变传感器。