[发明专利]一种光纤端面微悬臂梁传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种光纤端面微悬臂梁传感器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

步骤S1、将光纤的一端切平，将光纤平放固定在载玻片上，在光纤两侧的载波片上设置支撑部以防止盖玻片挤压光纤，对光纤端面进行光刻胶滴入，使光纤端面浸没在光刻胶中，盖上盖玻片；

步骤S2、利用3D光刻机，采用飞秒激光双光子聚合技术在光纤的端面形成聚合物悬臂梁结构，得到具有悬臂梁结构的光纤样品；

步骤S3、进行显影：固化完成后取下盖玻片，将样品连带载玻片浸入在显影溶液中，未曝光的光刻胶在溶液中被溶解，固化后的聚合物悬臂梁结构被保留；

所述悬臂梁结构包括支柱和微悬臂梁，所述支柱的第一端与光纤端面的包层结合；所述微悬臂梁与光纤的端面平行；所述微悬臂梁的一端固定在支柱的第二端，所述微悬臂梁的另一端悬空在纤芯上方形成悬臂。

2.根据权利要求1所述的光纤端面微悬臂梁传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中“采用飞秒激光双光子聚合技术在光纤的端面形成聚合物悬臂梁结构”的步骤包括：将样品固定在三维精密位移平台上；通过电脑控制三维精密位移平台在X、Y、Z三个方向的移动，使飞秒激光光束经过加工光路系统后对光刻胶进行写入。

3.根据权利要求2所述的光纤端面微悬臂梁传感器的制备方法，其特征在于，所述“飞秒激光光束经过加工光路系统后对光刻胶进行写入”的步骤包括：

飞秒激光光束通过扩束器扩束后，通过衰减器及功率计；经反射镜后，光束中的近红外波段光束经双色镜反射进入物镜后聚焦到胶水内部进行加工，光束中的可见光部分透过双色镜后再通过滤波片进入CCD成像。

4.根据权利要求1所述的光纤端面微悬臂梁传感器的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述支撑部的厚度为150-300μm；在步骤S3中，固化完成取下盖玻片后，再除去支撑部。

5.根据权利要求1所述的光纤端面微悬臂梁传感器的制备方法，其特征在于，在步骤S3之后还包括以下步骤：

步骤S4、利用磁控溅射镀膜仪对微悬臂梁表面镀氢敏感膜。

6.根据权利要求1所述的光纤端面微悬臂梁传感器的制备方法，其特征在于，

所述步骤S2中，将样品固定在三维精密位移平台上后，移动三维精密位移平台使样品处于初始加工平面的初始加工点位置，使飞秒激光光束的光斑聚合点位于初始加工点；通过控制快门光阑的开关并驱动三维精密移动平台移动，使激光光束从光纤端面开始侧向聚合微悬臂梁。

7.一种光纤端面微悬臂梁传感器，其特征在于，包括：

光纤，包括纤芯和包层；

悬臂梁结构，通过飞秒激光双光子聚合技术聚合在所述光纤的一端面；

所述悬臂梁结构为聚合物结构，悬臂梁结构包括支柱和微悬臂梁；

所述支柱的第一端与光纤端面的包层结合；所述微悬臂梁的一端固定在支柱的第二端，所述微悬臂梁的另一端悬空在纤芯上方形成悬臂；所述微悬臂梁与光纤的端面平行；沿着垂直于光纤端面的方向，悬臂在光纤端面上的投影覆盖纤芯；

所述光纤端面微悬臂梁传感器通过权利要求1~6任一项所述的制备方法制成。

8.根据权利要求7所述的光纤端面微悬臂梁传感器，其特征在于，所述光纤端面微悬臂梁传感器为氢气传感器，所述微悬臂梁表面具有氢敏感膜钯膜，所述氢敏感膜的厚度小于1μm。

9.根据权利要求8所述的光纤端面微悬臂梁传感器，其特征在于，所述氢敏感膜为钯膜，所述钯膜的厚度为50~150nm。

10.根据权利要求8所述的光纤端面微悬臂梁传感器，其特征在于，所述氢气传感器的微悬臂梁的厚度不大于10μm，宽度不大于100μm；所述支柱的高度不大于200μm。