制備光纖端面液體微腔的方法技術

本發明專利技術涉及微型光纖傳感器制造技術領域，具體的說是一種在光纖端面制備封裝有液體微腔的制備光纖端面液體微腔的方法，該方式是使用光纖熔接機將光纖一端熔接空芯玻璃管，并在顯微系統下將玻璃管切割成設計的長度，再利用超聲震蕩方式將折射率大于1.4的液體灌注到空芯管內，最后在光纖熔接機的顯微系統下使用聚二甲基硅氧烷（PDMS）封堵空芯管端面，PDMS固化后即可形成光纖端面內封閉有液體的微腔，該方法能夠在光纖端面上制備各種長度的液體封閉微腔，在高靈敏度光纖傳感領域具有重要應用價值。

Method for preparing optical fiber end face liquid micro cavity

The invention relates to the technical field of micro fiber sensor manufacturing, in particular to a fiber end in preparation and packaging preparation of fiber end liquid micro cavity method of micro cavity, the way is to use the optical fiber splicer fiber end welding hollow glass tube, and in the micro system will cut into the glass tube the design of the length, then by ultrasonic vibration mode refractive index is greater than 1.4 of the liquid poured into the hollow tube, and finally the use of poly two methyl siloxane in the micro system of optical fiber fusion splicer (PDMS) under the closure of the hollow tube end, PDMS curing to form a micro cavity optical fiber end face with a closed liquid, the method to prepare various length of the liquid in the closed end of fiber micro cavity, has important application value in the high sensitivity of the optical fiber sensing field.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及微型光纖傳感器制造
，具體的說是一種在光纖端面制備封裝有液體微腔的制備光纖端面液體微腔的方法。
技術介紹
隨著光纖傳感技術的發展，高靈敏度的光纖傳感技術受到更多的關注，而微型高靈敏度的光纖傳感器制備成為傳感
的一條重要分支。光纖傳感技術以光纖作為信號傳播介質，以光纖中的光波作為傳感信號的載體，通過光纖傳感器件感知和探測生活生產環境中的各種信息。與傳統的電子傳感器件相比，光纖傳感器件靈敏度高、抗電磁干擾能力強、體積小、重量輕，在傳感領域具有廣泛的應用前景。光信號沿著光纖纖芯傳輸，在光纖端面處會形成反射，因此如何提高外界環境參數變化對光纖端面結構的影響是提高光纖傳感結構靈敏度的關鍵。光纖端面結構尺寸與光纖外徑相同，保證了傳感器的小型化要求，同時外界環境參數變化能夠通過端面微腔的形變直接對光纖纖芯內的光信號進行調制，因此，基于光纖光纖端面液體微腔的傳感器件具有更高的傳感靈敏度，在傳感領域具有巨大優勢。目前，在光纖端面制備功能結構主要有化學刻蝕和激光刻蝕兩種方法。但是利用這兩種方法會改變光纖探頭的機械強度而且靈敏度不高，限制了光纖微腔在光纖傳感領域的應用和發展。
技術實現思路
本專利技術針對現有技術中存在的缺點和不足，提出了一種制備光纖端面液體微腔的方法。本專利技術通過以下措施達到：一種制備光纖端面液體微腔的方法，其特征在于包括以下內容：步驟1：使用光纖熔接機將光纖一端熔接空芯玻璃管，具體為：將光纖切割平整并清洗干凈放入光纖熔接機一端，另一端放入切割平整并清洗干凈的空芯玻璃管，使用光纖熔接機放電將光纖與空芯玻璃管熔接一起；步驟2：將熔接后的光纖取出，在通過顯微系統下的標尺測量并切割空芯玻璃管，制作出設計長度的光纖端面微腔；步驟3：切割后的光纖取出并放入高折射率液體內，同時利用超聲震蕩方式將高折射率液體灌注到空芯玻璃管內，所述高折射率液體指折射率高于1.4的液體；步驟4：在顯微系統下，將灌有高折射率液體的空芯管端面利用PDMS封堵，固化后形成液體封閉微腔。本專利技術所述空芯玻璃管是外徑與光纖直徑相同的空芯玻璃纖維管，內徑10微米至60微米。本專利技術所述的空芯玻璃管在顯微鏡下切割是利用顯微系統下的標尺精確控制光纖端面腔的長度。本專利技術所述的光纖包括：單模光纖、多模光纖。本專利技術所述的液體微腔位于光纖端面處。本專利技術能夠在光纖端面制備液體微腔，通過控制端面空氣芯微管的切割長度及封裝用聚二甲基硅氧烷（PDMS）用量可以控制微腔的尺寸和PDMS封裝長度，該方法在高靈敏度光纖傳感領域具有重要應用價值。具體實施方式：下面對本專利技術做進一步的說明。本專利技術所述的利用光纖熔接技術和封裝技術制備光纖端面液體微腔的方法，其具體步驟為：步驟1：將光纖切割平整并清洗干凈放入光纖熔接機一端，另一端放入切割平整并清洗干凈的空芯玻璃管，使用光纖熔接機放電將光纖與空芯玻璃管熔接一起；步驟2：將熔接后的光纖取出，在通過顯微系統下的標尺測量并切割空芯玻璃管，制作出設計長度的光纖端面微腔；步驟3：切割后的光纖取出并放入高折射率液體內，同時利用超聲震蕩方式將高折射率液體灌注到空芯玻璃管內；步驟4：取出灌注液體的光電微腔，擦拭干凈后在光纖熔接機的顯微系統下將灌有高折射率液體的空芯玻璃管固定，另一端固定一根端面蘸有二甲基硅氧烷PDMS的光纖，移動電機對芯并將二甲基硅氧烷PDMS轉移到空芯管端面，將高折射率液體封閉在腔內，二甲基硅氧烷PDMS固化后形成液體封閉微腔。本專利技術所述的空芯玻璃管是外徑與光纖直徑相同的空芯玻璃纖維，內徑10微米至60微米。本專利技術所述的空芯玻璃管在顯微鏡下切割是利用顯微系統下的標尺精確控制光纖端面腔的長度。本專利技術所述的光纖包括：單模光纖、多模光纖。本專利技術所述的液體微腔，位于光纖端面處。本專利技術能夠在光纖端面制備液體微腔，通過控制端面空氣芯微管的切割長度及封裝用聚二甲基硅氧烷（PDMS）用量可以控制微腔的尺寸和PDMS封裝長度，與現有技術相比，具有制作精度高、產品靈敏度高等優點。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制備光纖端面液體微腔的方法，其特征在于包括以下內容：步驟1：使用光纖熔接機將光纖一端熔接空芯玻璃管，具體為：將光纖切割平整并清洗干凈放入光纖熔接機一端，另一端放入切割平整并清洗干凈的空芯玻璃管，使用光纖熔接機放電將光纖與空芯玻璃管熔接一起；步驟2：將熔接后的光纖取出，在通過顯微系統下的標尺測量并切割空芯玻璃管，制作出設計長度的光纖端面微腔；步驟3：切割后的光纖取出并放入高折射率液體內，同時利用超聲震蕩方式將高折射率液體灌注到空芯玻璃管內，所述高折射率液體指折射率高于1.4的液體；步驟4：在顯微系統下，將灌有高折射率液體的空芯管端面利用PDMS封堵，固化后形成液體封閉微腔。

【技術特征摘要】
1.一種制備光纖端面液體微腔的方法，其特征在于包括以下內容：步驟1：使用光纖熔接機將光纖一端熔接空芯玻璃管，具體為：將光纖切割平整并清洗干凈放入光纖熔接機一端，另一端放入切割平整并清洗干凈的空芯玻璃管，使用光纖熔接機放電將光纖與空芯玻璃管熔接一起；步驟2：將熔接后的光纖取出，在通過顯微系統下的標尺測量并切割空芯玻璃管，制作出設計長度的光纖端面微腔；步驟3：切割后的光纖取出并放入高折射率液體內，同時利用超聲震蕩方式將高折射率液體灌注到空芯玻璃管內，所述高折射率液體指折射率高于1.4的液體；步驟4：在顯微系統下，將灌有高折射率液體的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：韓艷華，李巖，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學威海，
類型：發明
國別省市：山東;37