[发明专利]一种基于包层超模干涉的光纤反射式探头传感器及其制造方法

权利要求书

1.一种基于包层超模干涉的光纤反射式探头传感器，其特征在于：由一段单模光纤与一段截断的全固光子带隙光纤构成，全固光子带隙光纤上靠近单模光纤一端刻写有长周期光栅，末端为反射面。

2.一种根据权利要求1所述的基于包层超模干涉的光纤反射式探头传感器的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：

①将全固光子带隙光纤两端通过单模光纤分别与宽带光源及光谱仪相连；

②将全固光子带隙光纤两边的单模光纤一端固定，另一端加载砝码，并将全固光子带隙光纤放置于二氧化碳激光打标机的加工区域；

③确定高能量二氧化碳激光打标机的输出激光脉冲能量参数及加工光栅周期和长度，在全固光子带隙光纤靠近单模光纤的一端写制长周期光栅，监测光谱控制光栅耦合峰在5-10dB之间，当光栅耦合峰达到5-10dB之间时，完成光栅的写制；

④利用光纤切割刀切断全固光子带隙光纤远离长周期光栅的一端作为反射面，并可根据需要在该反射面涂覆上反射薄膜用于增加端面反射光强度，从而形成所述光纤反射式传感探头。

3.根据权利要求1所述的基于包层超模干涉的光纤反射式探头传感器上述反射面上可涂覆反射薄膜。

4.根据权利要求1所述的基于包层超模干涉的光纤反射式探头传感器，其特征在于：上述单模光纤的纤芯直径为8.3μm，直径125μm。

5.根据权利要求1所述的基于包层超模干涉的光纤反射式探头传感器，其特征在于：上述全固光子带隙光纤同时支持纤芯LP₀₁模式与高折射率柱中LP₀₁超模传输，其长度大于10mm，直径为125μm，基底材料为纯二氧化硅，包层由5圈低折射率环包围着高折射率柱构成。

6.根据权利要求1所述的基于包层超模干涉的光纤反射式探头传感器，其特征在于：上述长周期光栅的栅格周期根据公式：λ＝(n₁-n₂)Λ确定，其中λ是模式耦合波长，n₁和n₂分别为参与耦合模式有效折射率，Λ为栅格周期。

7.根据权利要求1所述的基于包层超模干涉的光纤反射式探头传感器，其特征在于：上述长周期光栅的栅格周期为160μm，栅格数为40个，光栅总长度6.4mm，对应干涉波长范围覆盖1520nm-1580nm。

8.根据权利要求2所述的基于包层超模干涉的光纤反射式探头传感器，其特征在于：上述全固光子带隙光纤与单模光纤对芯熔接。

9.根据权利要求2所述的基于包层超模干涉的光纤反射式探头传感器，其特征在于：上述宽带光源波长范围覆盖待加工干涉仪的波长变化范围。

10.根据权利要求5所述的基于包层超模干涉的光纤反射式探头传感器，其特征在于：上述高折射率柱直径约为3.35μm、上述低折射率环直径约为7.01μm，柱间距约为9.26μm。