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1、10申请公布号CN104215270A43申请公布日20141217CN104215270A21申请号201310209670X22申请日20130531G01D5/353200601G01N21/5920060171申请人中自高科苏州光电有限公司地址215028江苏省苏州工业园区仁爱路258号A104东72发明人姜澜徐乐王素梅韩伟娜曹志涛54发明名称飞秒激光脉冲序列加工的全光纤传感器及其制作方法57摘要本发明涉及一种飞秒激光脉冲序列加工的全光纤传感器的制作方法，包括以下步骤取光纤，用剥离钳子去单模除光纤上的一段涂覆层；采用飞秒激光脉冲序列三维微加工；在光纤上烧蚀出一U型微通道，采用飞秒激光脉。
2、冲序列烧蚀掉部分光纤的包层与芯层后，得到的空气腔的微通道；在微通道打通后，将光纤浸泡在5的HF酸中，在超声波的辅助下后处理45分钟，使得微通道内壁粗糙度降低，从而可获得一个衰减峰较低的透射谱线。本发明的有益效果为采用飞秒激光脉冲序列加工实现一种单步成型且结构简单的高灵敏度新型微传感器，该传感器整个器件不存在组装或移动部件，具有单步成型、结构简单、机械强度好、灵敏度高等优点。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页10申请公布号CN104215270ACN104215270A1/1页21一种飞秒激光脉冲序列加工。
3、的全光纤传感器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤1、取光纤，用剥离钳子去单模除光纤上的一段涂覆层；2、采用飞秒激光脉冲序列三维微加工；选择参数为波长800NM、重复频率1KHZ、脉冲宽度35FS、最高输出功率2MW的飞秒激光经过脉冲整形器后，调整为子脉冲数为2，脉冲间隔200FS的双脉冲飞秒激光脉冲序列，经过快门和由半玻片和偏振片组成的衰减系统，将光纤的能量降低到约1MW，将光纤置于水中，然后经20倍物镜聚焦到浸泡在去离子水中的光纤的赤道表面，光纤放置在精度1M的精密平移台上；3、在光纤上烧蚀出一U型微通道，所述U型微通道的深度小于所述光纤圆周面到所述纤芯的垂直距离，采用飞秒激光脉冲序列烧蚀。
4、掉部分光纤的包层与芯层后，得到的空气腔的微通道；4、在微通道打通后，将光纤浸泡在5的HF酸中，在超声波的辅助下后处理45分钟，使得微通道内壁粗糙度降低，从而可获得一个衰减峰较低的透射谱线。2根据权利要求1所述的飞秒激光脉冲序列加工的全光纤传感器的制作方法，其特征在于所述步骤2中，通过包括照明器、物镜、电荷耦合元件成像系统进行监控。3根据权利要求1所述的飞秒激光脉冲序列加工的全光纤传感器的制作方法，其特征在于所述步骤4中，所述光纤的一端为光源输入端，另一端为用于检测输出光变化情况的传感信号检测端。4一种飞秒激光脉冲序列加工的全光纤传感器，其特征在于包括光纤本体，所述光纤本体上设有凹槽，所述凹槽内。
5、设有传感结构，所述传感结构为底面薄层，所述凹槽的深度小于所述光纤本体圆周面到所述光纤本体纤芯的垂直距离。5根据权利要求4所示的飞秒激光脉冲序列加工的全光纤传感器，其特征在于所述光纤本体为SMF28E光纤或单模光纤或多模光纤。6根据权利要求4所示的飞秒激光脉冲序列加工的全光纤传感器，其特征在于所述凹槽的长度为50250微米。权利要求书CN104215270A1/3页3飞秒激光脉冲序列加工的全光纤传感器及其制作方法技术领域0001本发明涉及微型传感器领域，尤其涉及一种飞秒激光脉冲序列加工的全光纤传感器及其制作方法。背景技术0002光纤传感器具有非常广阔应用背景，现有传感结构一般采用马赫泽德干涉仪原。
6、理，其中，通常高灵敏度的马赫泽德干涉仪光纤传感器的制作方法是在光纤上开槽，相关产品中利用光纤与光子晶体光纤制作马赫泽德干涉仪，这种结构使得纤芯直接接触被测物质，从而提高了灵敏度，然而却破坏了光纤的对称性，导致此类光纤传感器的抗拉、抗压性下降，进而使得这类传感器容易损坏，并且光子晶体光纤价格比较昂贵，成本高，不利于大规模应用。发明内容0003本发明的目的是提供一种飞秒激光脉冲序列加工的全光纤传感器及其制作方法，以克服目前现有技术存在的不足。0004本发明的目的是通过以下技术方案来实现0005一种飞秒激光脉冲序列加工的全光纤传感器的制作方法，包括以下步骤00061、取光纤，用剥离钳子去单模除光纤上。
7、的一段涂覆层；00072、采用飞秒激光脉冲序列三维微加工；选择参数为波长800NM、重复频率1KHZ、脉冲宽度35FS、最高输出功率2MW的飞秒激光经过脉冲整形器后，调整为子脉冲数为2，脉冲间隔200FS的双脉冲飞秒激光脉冲序列，经过快门和由半玻片和偏振片组成的衰减系统，将光纤的能量降低到约1MW，将光纤置于水中，然后经20倍物镜聚焦到浸泡在去离子水中的光纤的赤道表面，光纤放置在精度1M的精密平移台上；00083、在光纤上烧蚀出一U型微通道，所述U型微通道的深度小于所述光纤圆周面到所述纤芯的垂直距离，采用飞秒激光脉冲序列烧蚀掉部分光纤的包层与芯层后，得到的空气腔的微通道；00094、在微通道打。
8、通后，将光纤浸泡在5的HF酸中，在超声波的辅助下后处理45分钟，使得微通道内壁粗糙度降低，从而可获得一个衰减峰较低的透射谱线。0010进一步的，所述步骤2中，通过包括照明器、物镜、电荷耦合元件成像系统进行监控。0011进一步的，所述步骤4中，所述光纤的一端为光源输入端，另一端为用于检测输出光变化情况的传感信号检测端。0012一种飞秒激光脉冲序列加工的新型全光纤传感器，包括光纤本体，所述光纤本体上设有凹槽，所述凹槽的深度小于所述光纤本体圆周面到所述光纤本体轴线的垂直距离。0013优选的，所述光纤本体为SMF28E光纤或单模光纤或多模光纤。0014优选的，所述凹槽的长度为50250微米。说明书CN。
9、104215270A2/3页40015本发明的有益效果为本发明提供的飞秒激光脉冲序列加工的全光纤传感器及其制作方法，采用飞秒激光脉冲序列加工实现一种单步成型且结构简单的高灵敏度新型微传感器，该传感器整个器件不存在组装或移动部件，具有单步成型、结构简单、机械强度好、灵敏度高等优点，利用单模光纤避免了利用特种光纤的高成本并克服了在光纤上刻槽带来的结构易损坏等缺陷；该传感器能够检测环境中特定分子的存在及浓度，如甲烷、乙炔、乙烯、毒品蒸汽、炸药蒸汽、坑道气体分子等，还可用于检测温度或压力变化，因此在环境监测、工业过程处理、矿山生产、公共安全设施等领域有广泛应用，该微传感器在用于气体浓度检测时灵敏度可以。
10、达到PPM量级。附图说明0016下面根据附图对本发明作进一步详细说明。0017图1是本发明实施例所述的飞秒激光脉冲序列加工的新型全光纤传感器的结构示意图；0018图2是本发明实施例所述的飞秒激光脉冲序列加工的新型全光纤传感器进行光谱检测时获得的透射光谱图。0019图中00201、光纤本体；2、纤芯；3、传感结构。具体实施方式0021实施例1，如图1和图2所示，一种飞秒激光脉冲序列加工的全光纤传感器的制作方法，包括以下步骤00221、取光纤，用剥离钳子去单模除光纤上的一段涂覆层；00232、采用飞秒激光脉冲序列三维微加工；选择参数为波长800NM、重复频率1KHZ、脉冲宽度35FS、最高输出功率。
11、2MW的飞秒激光经过脉冲整形器后，调整为子脉冲数为2，脉冲间隔200FS的双脉冲飞秒激光脉冲序列，经过快门和由半玻片和偏振片组成的衰减系统，将光纤的能量降低到约1MW，将光纤置于水中，然后经20倍物镜聚焦到浸泡在去离子水中的光纤的赤道表面，光纤放置在精度1M的精密平移台上；00243、在光纤上烧蚀出一U型微通道，所述U型微通道的深度小于所述光纤圆周面到所述纤芯的垂直距离，采用飞秒激光脉冲序列烧蚀掉部分光纤的包层与芯层后，得到的空气腔的微通道；00254、在微通道打通后，将光纤浸泡在5的HF酸中，在超声波的辅助下后处理45分钟，使得微通道内壁粗糙度降低，从而可获得一个衰减峰较低的透射谱线。002。
12、6所述步骤2中，通过包括照明器、物镜、电荷耦合元件成像系统进行监控。所述步骤4中，所述光纤的一端为光源输入端，另一端为用于检测输出光变化情况的传感信号检测端。0027一种飞秒激光脉冲序列加工的全光纤传感器，包括光纤本体，所述光纤本体上设有凹槽，所述凹槽内设有传感结构，所述传感结构为底面薄层，所述凹槽的深度小于所述光纤本体圆周面到所述光纤本体纤芯的垂直距离。所述光纤本体为SMF28E光纤或单模光纤或多模光纤。所述凹槽的长度为50250微米。说明书CN104215270A3/3页50028本发明提供的飞秒激光脉冲序列加工的全光纤传感器及其制作方法，采用飞秒激光脉冲序列加工实现一种单步成型且结构简单。
13、的高灵敏度新型微传感器，该传感器整个器件不存在组装或移动部件，具有单步成型、结构简单、机械强度好、灵敏度高等优点，利用单模光纤避免了利用特种光纤的高成本并克服了在光纤上刻槽带来的结构易损坏等缺陷；该传感器能够检测环境中特定分子的存在及浓度，如甲烷、乙炔、乙烯、毒品蒸汽、炸药蒸汽、坑道气体分子等，还可用于检测温度或压力变化，因此在环境监测、工业过程处理、矿山生产、公共安全设施等领域有广泛应用，该微传感器在用于气体浓度检测时灵敏度可以达到PPM量级。0029实施例200301、气体检测0031第一步光纤传感器的传感结构敏感区域置于一个气体腔内，通过真空泵将腔内抽为真空；0032第二步该通过流量计向。
14、腔内冲入待测气体；0033第三步光纤的两端分别接到包含宽带光源带宽110NM和光功率计的光波万用表输入输出端口，通过光纤透射谱衰减峰值的移动对气体浓度进行检测。00342、生物分子检测0035第一步光纤传感器的传感结构敏感区域置于一个气体腔内；0036第二步将待测培养液注入到微通道；0037第三步通过真空泵将腔内抽为真空；0038第三步光纤的两端分别接到包含宽带光源带宽110NM和光功率计的光波万用表输入输出端口，通过光纤透射谱衰减峰值的移动对气体浓度进行检测；0039第四步打开真空腔，用清水清洗微通道；0040第五步利用加热炉升温至100摄氏度，保温5分钟将传感器烘干。0041本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。说明书CN104215270A1/1页6图1图2说明书附图CN104215270A。