[发明专利]一种LMR微结构光纤

说明书

本发明提供了一种LMR微结构光纤，其包括：纤芯、包层以及位于包层中的空气孔，该LMR微结构光纤采用纤芯包层结构，纤芯中心没有空气孔，六个扇形空气孔大小相同且呈正六边形排列，孔内介质折射率为1，扇形空气孔包括第一弧面和第二弧面，该第二弧面比该第一弧面长度长，并且该第二弧面远离纤芯设置，将扇形空气孔中的相对于纤芯中心大致对称的两个空气孔豁开以与外界相通，并且在被豁开的两个空气孔的表面镀上TiO₂薄膜。利用该LMR微结构光纤，不但薄膜材料便宜，而且灵敏度与精度较传统传感器大幅提高，同时，有利于镀膜和填充待测流体。

技术领域

本发明涉及微结构光纤技术领域，具体而言，尤其涉及LMR微结构光纤。

背景技术

20世纪80年代，光纤作为一种优良的低损耗传输线开始进入人们的视线，而基于光纤作为波导的传感器也变得如火如荼。光纤传感器具有传统传感器所不可比的优点：具有抗磁干扰、电绝缘、防爆性能好、耐腐蚀、导光性能好、多参数测量、体积小、可嵌入等有点，容易组成传感网络，并接入因特网和无线网。

然而采用普通光纤作为敏感元件的光纤传感器存在耦合损耗大、保偏特性差和存在交叉敏感问题等若干难以克服的缺点，限制了光纤传感器性能的进一步提高。目前，采用微结构光纤(Microstructure Optical Fiber,MOF)制作传感器是传感器领域研究的一大热点，这类微结构光纤传感器有望解决上述普通光纤传感器存在的问题，并具有多维结构、调谐范围大、模场面积大、可实现多参数测量等一系列优良特性。

基于光纤传感的损失模式共振(Lossy Mode Resonance，LMR)效应作为一种近几年新提出的共振效应已被广泛应用于生命科学、医学、物理学、化学等领域。LMR效应表现在光谱上就是反射光强的响应曲线上有若干个衰减谷，这些衰减谷称为共振谷,各自对应的入射光波长为共振波长。当损失模式传播常数的实部和光波导的传播常数相等时，波导模式与损失模式将发生共振，呈现出衰减全反射现象，即反射率出现最小值。利用LMR共振波长对待测物折射率敏感的特性，LMR传感技术普遍应用于基于折射率变化的参数测量中。

然而，现有的微结构传感结构由于空气孔太小(一般几微米)，所以无论是镀膜还是填充分析物，都是比较困难的。而且，目前的基于传统原理检测的微结构光纤传感已较为成熟，很难在测量灵敏度和精度上有很大突破，所以构建一个结构简单新颖，具有高灵敏度的LMR微结构光纤传感结构具有很重要的意义。

发明内容

根据上述提出空气孔太小而导致难以镀膜或者填充分析物的技术问题，而提供一种LMR微结构光纤。本发明主要利用将空气孔中的相对于纤芯中心大致对称的两个空气孔豁开以与外界相通的方式，从而起到便于镀膜或者填充分析物的效果。

本发明采用的技术手段如下：

一种LMR微结构光纤，其包括：纤芯、包层以及位于包层中的空气孔，该LMR微结构光纤采用纤芯包层结构，所述空气孔至少为四个，将所述空气孔中的相对于纤芯中心大致对称的两个空气孔豁开以与外界相通，并且在被豁开的两个空气孔的表面镀膜。

进一步地，镀膜材料为导电金属氧化物。

进一步地，所述空气孔的横截面为扇形，所述扇形包括第一弧面和第二弧面，所述第二弧面比所述第一弧面长度长，并且所述第二弧面远离纤芯设置。

进一步地，所述空气孔大小相同。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的LMR微结构光纤，通过利用LMR技术，使传感薄膜价格便宜、容易获取。

2、LMR在p偏振光和s偏振光下均可发生共振，并且其灵敏度与精度较传统传感器大幅提高。

3、对称扇形微结构光纤结构相对于传统的微结构光纤结构来说，有利于待测微流体的填充，从而实现实时监测。