[实用新型]一种光学加速度传感器及加速度传感器系统

说明书

本实用新型提供了一种光学加速度传感器及加速度传感器系统，所述光学加速度传感器包括：传导光纤，其内部传导光波；半导体结构，其上刻蚀布拉格光栅，且与所述传导光纤对准，对射入的光波进行调制后反射回所述传导光纤；振动组件，其与所述半导体结构连接，感应被测物体的振动并传递给所述布拉格光栅。这样，将半导体结构和传导光纤分离开来设置，需要封装的时候，直接对半导体结构进行封装，解决了光纤弯曲半径过小，封装成传感器尺寸过大的问题；另外，半导体结构更为稳固，所以解决了布拉格光纤光栅易脆易断，无法测量高频振动信号的问题。

技术领域

本实用新型涉及光学传感器技术领域，具体而言，涉及一种光学加速度传感器及加速度传感器系统。

背景技术

现有的主流光学加速度传感器技术有布拉格光纤光栅技术和法布里-佩罗光学谐振腔技术。前者主要是在普通光纤上调制纤的芯周期性折射率，该方法容易使光纤变脆，存在在长期振动下光纤容易产生疲劳甚至断裂，且不能测量高频振动信号等缺陷；另外，在封装成传感器时，由于要估计光纤的折弯半径以免使光信号衰减，这导致封装成型的传感器在尺寸上不会很小，因此不适用对内部空间尺寸苛刻的环境。后者光信号的变化基本是非线性，因此对于传感器来说，解调出来的振动信号相对失真；且其制造工艺上很难精准控制谐振腔的腔长，这导致需要的设计波长有时很难落在探测光的通带内，从而无信号输出或产生乱码信号。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是布拉格光纤光栅光纤变脆，无法测量高频振动信号。

为解决上述问题，本实用新型首先提供一种光学加速度传感器，包括：

传导光纤，其内部传导光波；

半导体结构，其上刻蚀布拉格光栅，且与所述传导光纤对准，对射入的光波进行调制后反射回所述传导光纤；

振动组件，其与所述半导体结构连接，感应被测物体的振动并传递给所述布拉格光栅。

这样，通过在半导体结构上刻蚀布拉格光栅，将半导体结构和传导光纤分离开来设置，这样需要封装的时候，直接对半导体结构进行封装，就不需要考虑光纤弯曲半径的问题，从而解决了光纤弯曲半径过小，封装成传感器尺寸过大的问题；另外，半导体结构更为稳固，所以解决了光纤布拉格光栅易脆易断，无法测量高频振动信号的问题。

可选的，所述布拉格光栅蚀刻在所述半导体结构上。

这样，将布拉格光栅蚀刻在所述半导体结构上，从而可以增加布拉格光栅设置的稳固性和便携性。

可选的，所述振动组件的质心与所述半导体结构的中心重合。

这样，所述振动组件在振动时，振动方向与半导体结构的长度方向平行，会使得布拉格光栅仅仅沿长度方向发生形变，不会产生偏振。

可选的，所述振动组件包括质量块和悬梁臂，所述质量块通过所述悬梁臂与所述半导体结构连接。

这样，悬梁臂对质量块的振动方向进行约束，被测物体振动时，质量块在振动方向上随之振动，并使得悬臂梁产生弯曲并摆动，从而带动布拉格光栅长度方向的微形变。

可选的，所述质量块的数量为多个，且所述质量块的质量相同。

这样，可以避免质量块的质量不同导致的整个振动组件质量分布不均匀，从而限制所述质量块的振动方向，避免产品偏振。

可选的，所述悬梁臂等长，且围绕所述半导体结构呈放射性均匀设置。

这样设置，可以使得整个振动组件的质量均匀分布，从而限制所述质量块的振动方向，避免产品偏振。

可选的，所述质量块的数量为四个。

这样，十字型结构便于半导体结构的加工和组合。