[发明专利]一种基于Mach-Zehnder干涉的光纤微位移传感器及其制作方法

权利要求书

1.一种基于Mach-Zehnder干涉的光纤微位移传感器，其特征在于由输入单模光纤、第一微弯曲结构光纤、传导单模光纤、第二微弯曲结构光纤和输出单模光纤组成，光通过所述的输入单模光纤的纤芯传输到所述的第一微弯曲结构光纤中，光在所述的第一微弯曲结构光纤中分成两部分，一部分光保留在所述的第一微弯曲结构光纤的纤芯中以纤芯基模传播，另一部分光进入所述的第一微弯曲结构光纤的包层中以包层模传播，所述的第一微弯曲结构光纤输出的以纤芯基模传播的光经过所述的传导单模光纤的纤芯传输到所述的第二微弯曲结构光纤的纤芯中，所述的第一微弯曲结构光纤输出的以包层模传播的光经过所述的传导单模光纤的包层传输到所述的第二微弯曲结构光纤的包层中，且部分以包层模传播的光被耦合到所述的第二微弯曲结构光纤的纤芯中并与所述的第二微弯曲结构光纤的纤芯中以纤芯基模传播的光形成干涉光，所述的第二微弯曲结构光纤输出的干涉光再经所述的输出单模光纤输出。

2.根据权利要求1所述的一种基于Mach-Zehnder干涉的光纤微位移传感器，其特征在于所述的输入单模光纤、所述的第一微弯曲结构光纤、所述的传导单模光纤、所述的第二微弯曲结构光纤和所述的输出单模光纤均为通信单模光纤或者细径单模光纤或者单模光子晶体光纤。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于Mach-Zehnder干涉的光纤微位移传感器，其特征在于所述的第一微弯曲结构光纤的两端所在平面之间的垂直距离和所述的第二微弯曲结构光纤的两端所在平面之间的垂直距离均为620～845μm。

4.根据权利要求3所述的一种基于Mach-Zehnder干涉的光纤微位移传感器，其特征在于所述的第一微弯曲结构光纤和所述的第二微弯曲结构光纤的径向偏移量均为43～116μm。

5.根据权利要求4所述的一种基于Mach-Zehnder干涉的光纤微位移传感器，其特征在于所述的第一微弯曲结构光纤和所述的第二微弯曲结构光纤的径向偏移的方向均为任意。

6.根据权利要求5所述的一种基于Mach-Zehnder干涉的光纤微位移传感器，其特征在于所述的传导单模光纤的长度为1～20mm。

7.一种权利要求6所述的基于Mach-Zehnder干涉的光纤微位移传感器的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

①准备两根长至少为10cm的单模光纤，用光纤剥皮钳分别剥去两根单模光纤一端的涂覆层，被剥去的涂覆层长为2～4cm，用脱脂棉蘸取酒精后反复擦拭上述两根单模光纤上已剥去涂覆层的部分以去除涂覆层的残余物，再用光纤切割刀分别切割上述两根单模光纤被剥去涂覆层一端的端面，使得端面平整；

②将步骤①中处理过的两根单模光纤被剥去涂覆层的一端分别放置在光纤熔接机里的两个光纤夹具上并固定，然后采用光纤熔接机的自动熔接模式对两根单模光纤被剥去涂覆层一端的端面进行熔接；

③将光纤熔接机从自动熔接模式切换成手动熔接模式，向上或向下移动光纤熔接机里的其中一个光纤夹具，且向上或向下移动该光纤夹具的距离为30～130μm，然后启动熔接放电程序，放电结束后，即形成第一微弯曲结构光纤；

④将经过步骤③处理后得到的带有第一微弯曲结构光纤的单模光纤从光纤熔接机中取出，然后用光纤切割刀切割，其切割端面与步骤③中制成的第一微弯曲结构光纤靠近该切割端面的一端相距设定长度，该设定长度比待制备得到的光纤微位移传感器中作为传导单模光纤的一段单模光纤的预设长度大300～450μm；

⑤将步骤④所得到的两段单模光纤的切割端再分别放置在光纤熔接机里的两个光纤夹具上并固定，采用光纤熔接机的自动熔接模式对经过步骤④得到的两段单模光纤的切割端面进行熔接；

⑥将光纤熔接机从自动熔接模式切换成手动熔接模式，向上或向下移动光纤熔接机里的其中一个光纤夹具，且向上或向下移动该光纤夹具的距离为30～130μm，然后启动熔接放电程序，放电结束后，即形成第二微弯曲结构光纤，至此制备得到光纤微位移传感器；在此，第一微弯曲结构光纤和第二微弯曲结构光纤之间的一段单模光纤即为传导单模光纤，与第一微弯曲结构光纤的一端连接的包括剥去涂覆层和未剥去涂覆层的一段单模光纤为输入单模光纤，与第二微弯曲结构光纤的一端连接的包括剥去涂覆层和未剥去涂覆层的一段单模光纤为输出单模光纤。

8.根据权利要求7所述的一种基于Mach-Zehnder干涉的光纤微位移传感器的制作方法，其特征在于所述的步骤④中待制备得到的光纤微位移传感器中作为传导单模光纤的一段单模光纤的预设长度为1～20mm。