[发明专利]光学胶折射率测量器件、测量系统及测量方法

说明书

本发明提供一种光学胶折射率测量器件、测量系统及测量方法，所述光学胶折射率测量器件包括：衬底；微纳光纤，位于贴置于所述衬底的上表面，且所述微纳光纤的两端延伸至所述衬底的外侧；光学胶，位于所述衬底的上表面，且固化包覆于所述微纳光纤的外围。本发明可用于低温条件下对光学胶折射率进行测量，低温条件的温度可以达到约2K（开尔文）；本发明对待测量的光学胶的形状没有要求，使用更加灵活方便；本发明的器件、系统结构简单，便于操作，测量结构稳定性及准确性较高。

技术领域

本发明属于探测技术领域，特别是涉及一种光学胶折射率测量器件、测量系统及测量方法。

背景技术

低温探测器在物理、天文等领域具有重要应用价值。光学胶是一种普遍应用于光通信、光探测系统的材料，在低温探测器中可用于物理粘合、减少光通道之间反射损耗(菲涅尔反射)等。常用的丙烯酸酯类光学胶的折射率对温度非常敏感，在低温下折射率变化很大，一定程度上影响了器件和系统性能。因而，掌握光学胶的低温折射率参数属性至关重要。

测量折射率的光学方法有很多，例如采用光纤光栅，光纤表面等离子体共振(SPR)，光子晶体波导，光时域反射仪(OTDR)等方法，但是这些方法普遍用于常温环境，没有应用于低温的报道。国际上低温折射率测量主要采用最小偏向角法，干涉法，垂直入射偏向角法等方法，需要高精度的大型仪器，并考虑真空、热胀冷缩、振动等多种因素对光学系统的影响，技术难度大。并且这些测量方法主要用于棱镜类样品折射率的测量，仪器的构造和对样品形态的要求，使得它们并不适用于光学胶折射率的测量。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种光学胶折射率测量器件、测量系统及测量方法，用于解决现有技术中存在的无法在低温条件下对光学胶折射率进行测量的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种光学胶折射率测量器件，所述光学胶折射率测量器件包括：

衬底；

微纳光纤，位于贴置于所述衬底的上表面，且所述微纳光纤的两端延伸至所述衬底的外侧；

光学胶，位于所述衬底的上表面，且固化包覆于所述微纳光纤的外围。

优选地，所述微纳光纤经由单模光纤拉制而成。

优选地，所述光学胶折射率测量器件还包括单模光纤及过渡光纤，其中，所述过渡光纤一端与所述单模光纤相连接，另一端与所述微纳光纤相连接；所述过渡光纤经由所述单模光纤拉制而成，所述过渡光纤的直径自与所述单模光纤相连的一端向与所述微纳光纤相连的一端逐渐变小。

优选地，所述衬底包括MgF₂衬底。

本发明还提供一种光学胶折射率测量系统，所述光学胶折射率测量系统包括：

如上述任一方案中所述的光学胶折射率测量器件；

制冷装置，用于放置所述光学胶折射率测量器件，并为所述光学胶折射率测量器件提供低温测量环境；

激光源，与所述微纳光纤的一端相连接，用于发射激光；

光功率计，与所述微纳光纤的另一端相连接，用于测量所述激光透过所述微纳光纤的透过率与所述光学胶折射率测量器件的温度之间的关系，以确定所述激光透过所述微纳光纤的透过率突变时的温度；

处理系统，用于依据所述微纳光纤的直径、所述微纳光纤的材料及所述激光的模式得到所述激光透过所述微纳光纤的透过率突变时所述光学胶的仿真折射率。

优选地，所述光学胶折射率测量系统还包括偏振控制器，所述偏振控制器位于所述激光源与所述光学胶折射率测量器件之间的所述单模光纤上，用于调制入射至所述微纳光纤的激光的模式。

优选地，所述制冷装置包括G-M制冷机。