[发明专利]基于可变直径微光纤环的光学微机械加速度传感器及其方法

权利要求书

1.一种基于可变直径微光纤环的光学微机械加速度传感器，其特征在于具有硅基底(13)，在硅基底上刻有圆形凹槽，圆形凹槽内放置有直径可变的微光纤环(1)，微光纤环两端分别为标准光纤输入端(3)、标准光纤输出端(4)，微光纤环的交叉处为微光纤环耦合区(2)，耦合区中两根交叉的微光纤为轴向平行，微光纤环耦合区上方设有加速度传感装置，加速度传感装置具有可动质量块(9)，可动质量块经弹性微悬臂梁(10)与固定架相连，耦合区两根微光纤中的一根微光纤固定在可动质量块上，另一根微光纤固定在硅基底上，硅基底(13)、可动质量块(9)与微光纤接触表面镀有氟化镁薄膜，氟化镁薄膜的厚度为0.3～1微米。

2.如权利要求1所述的一种基于可变直径微光纤环的光学微机械加速度传感器，其特征在于所述的微光纤直径为1～25微米。

3.如权利要求1所述的一种基于可变直径微光纤环的光学微机械加速度传感器，其特征在于所述微光纤环耦合区(2)中的硅基底(13)、可动质量块(9)与微光纤采用低折射率的紫外胶固定。

4.一种使用如权利要求1所述传感器的基于可变直径微光纤环的光学微机械加速度传感方法，其特征在于，利用直径为1～25微米的微光纤作为传感器件，用可变直径的微光纤环构成环形谐振腔实现传感；当光在直径可变的微光纤环中传播时，在微光纤环的耦合区的两根轴向平行的微光纤由近场效应产生倏逝波耦合，使微光纤环形成环形谐振腔，当腔长不变时，环形谐振腔输出稳定的光谱信号；当微光纤环交叉处的可动质量块敏感到外界轴向加速度变化时，可动质量块带动一根微光纤作轴向运动，轴向运动的微光纤带动微光纤环在硅基底圆形凹槽内产生伸展收缩，从而改变微光纤环的周长，使得微光纤环的直径发生变化，即微光纤环所构成的环形谐振腔的腔长发生变化，此时环形谐振腔输出的光谱随之发生变化；根据光谱的变化传感可动质量块所敏感的外界轴向加速度的变化。