长绕形分段结构光纤倏逝波传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及长绕形分段结构光纤倏逝波传感器，该传感器可以广泛应用于水质和空气等环境监测领域、生物医学领域、食品卫生检测领域、医学诊断领域等等。
【背景技术】
[0002]光纤倏逝波传感器采用光波在光纤内以全反射的方式进行传输时所产生的倏逝波来对倏逝场中待测目标物质进行检测。该传感器具有响应速度快、灵敏度高、易制备、易集成、成本低等优点，从而使其在环境监测、生物医学、食品卫生检测、医学诊断等领域得到广泛的应用。
[0003]传统的光纤倏逝波传感器结构主要有以下几种:直形传感光纤、D形传感光纤、S形传感光纤、U形传感光纤和锥形传感光纤。直形结构简单，易制备，易操作，但目前的制作工艺制约了光纤传感区的长度和直径，限制了传感器的性能山形结构灵敏度低，不易制备；s形结构特殊，加工工艺复杂困难，成本较高山形结构其U形区易被折断，体积大，不易封装，弯曲损耗大，信号弱；锥形结构不易制备，锥形结构参数难控制；现有的分段结构的光纤倏逝波传感器，虽然增强了传感器机械强度，但灵敏度不高。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了长绕形分段结构光纤倏逝波传感器，采用分段结构，光纤的去包层段和未去包层段交替紧密缠绕在空心圆柱体支架上。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:长绕形分段结构光纤倏逝波传感器，包括光纤支架和光纤，所述的光纤分未去包层段和去包层段，光纤绕制在光纤支架上，缠绕形式为去包层段和未去包层段交替缠绕；光纤支架为一个外直径为5cm的空心圆柱体，输入光纤和输出光纤位于圆柱体支架的同一侧。
[0006]所述的光纤为105/125 μ m阶跃多模石英光纤，纤芯折射率是1.4735，包层折射率是 1.4575。
[0007]本实用新型的有益效果是:
[0008]1.光纤的纤芯裸露距离长，并使光纤弯折光传输时有大量倏逝波存在，且纤芯传感区与吸收介质作用距离长，灵敏度更高。
[0009]2.整根光纤都紧密缠绕在圆柱体支架上，增加机械强度。
[0010]3.传感器的光纤支架为空心的圆柱体，有利于传感区水压平衡，保护传感器。
[0011]4.由于采用光纤紧密缠绕于圆柱体结构，传感器整体结构简单小巧。
[0012]5.由于缠绕光纤的接入与接出端口均在圆柱体支架的同一边，传感器在使用时直接浸入待测液体中即可，方便传感器的使用。
【附图说明】
[0013]下面结合附图及具体方式对本实用新型作进一步说明。
[0014]图1为长绕形分段结构光纤倏逝波传感器的结构示意图。图中，I是空心圆柱体光纤支架，2是所缠绕光纤的未去包层段，3是所缠绕光纤的去包层段，4是输入光纤，5是输出光纤。
[0015]图2为光纤传感器的传感区分段结构的示意图。
【具体实施方式】
[0016]参照图1，本实用新型为长绕形分段结构光纤倏逝波传感器，包括光纤支架和光纤，光纤分未去包层段2和去包层段3，光纤绕制在光纤支架I上，缠绕形式为未去包层段2和去包层段3交替缠绕；光纤支架I为一个外直径为5cm的空心圆柱体，输入光纤4和输出光纤5位于圆柱体支架I的同一侧，输入光纤4和输出光纤5都是未去包层的光纤。上述所缠绕的光纤为105/125 μ m阶跃型多模石英光纤，纤芯折射率是1.4735，包层折射率是1.4575。
[0017]其中，对于空心圆柱体光纤支架直径大小的确定如下:如果光纤支架的直径太小，光纤容易脱落甚至折断；但如果直径太大，传感器又显得太臃肿，不易封装且浪费材料。通过实际的制备发现，当圆柱体光纤支架的直径大于4.5cm时，传感器的缠绕光纤已经不容易断开。为了稳妥考虑，本实用新型确定了圆柱体光纤支架的直径为5cm。
[0018]传感区(去包层段)将溶液、气体等待测物质作为包层，待测物的吸收会使倏逝波能量衰减，不同的物质对能量衰减影响不同，通过检测传输能量及光谱的变化，就可以得到待测物的相关信息，从而实现倏逝波传感器的传感特性。
【主权项】
1.长绕形分段结构光纤倏逝波传感器，包括光纤支架和光纤，其特征在于，所述的光纤分未去包层段和去包层段，光纤绕制在光纤支架上，缠绕形式为去包层段和未去包层段交替缠绕；光纤支架为一个空心圆柱体，输入光纤和输出光纤位于圆柱体支架的同一侧。
2.根据权利要求1所述的长绕形分段结构光纤倏逝波传感器，其特征在于:所述的光纤为105/125 μ m阶跃型多模石英光纤，纤芯折射率1.4735，包层折射率1.4575。
3.根据权利要求1所述的长绕形分段结构光纤倏逝波传感器，其特征在于:所述的光纤支架为空心圆柱体，其外直径为5cm。
【专利摘要】本实用新型公开了长绕形分段结构光纤倏逝波传感器，包括光纤支架和光纤，光纤分未去包层段和去包层段，光纤绕制在光纤支架上，缠绕形式为去包层段和未去包层段交替缠绕，增加传感区与吸收介质的作用距离，提高传感器灵敏度。光纤支架为一个外直径为5cm的空心圆柱体，输入光纤和输出光纤位于圆柱体支架的同一侧。该传感器整体结构简单小巧，机械强度高，灵敏度高，可应用于溶液、气体物质的检测。
【IPC分类】G01D3-036
【公开号】CN204461445
【申请号】CN201520144548
【发明人】胡杰, 楼俊, 徐亦凡, 李本冲, 施郁伟, 韩佳晖, 黄杰
【申请人】中国计量学院
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月13日