[实用新型]一种免封装的阵列波导光栅温度传感器

说明书

本实用新型提出一种免封装的阵列波导光栅温度传感器，包括阵列波导光栅芯片，阵列波导光栅芯片的两端分别设有输入光纤阵列和输出光纤阵列，阵列波导光栅芯片包括芯片主体，芯片主体上粘接有芯片盖板，芯片本体内设有依次连通的输入波导、阵列波导和输出波导。本实用新型产生的有益效果是：实现温度传感的阵列波导是通过刻蚀生长在芯片中的，所以不存在易损易断的风险，也不需要特殊的封装来保护，也不会引入其他的应力作用，同时也具备了抗电磁干扰、抗腐蚀等优点，且同一芯片有四个输出，当一通道断纤不能用时有其余三通道备用，起到了节约成本、防失效的作用。

技术领域

本实用新型涉及温度传感器技术领域，特别是指一种免封装的阵列波导光栅温度传感器。

背景技术

温度传感器在各行各业中都有广泛的应用，其中光纤光栅以其不受电磁干扰、灵敏度高等优点最受青睐。光纤光栅用于温度传感是利用当外界环境温度发生变化或受到应力时光栅的调制周期和有效折射率发生变化，从而导致中心波长发生变化，通过监控中心波长推算环境温度。阵列波导光栅芯片是在硅或二氧化硅基底上生长高掺杂的二氧化硅，再通过刻蚀技术将掩模版上的阵列波导图形转移到掺杂二氧化硅上，最后在阵列波导图形上覆盖上包层。芯片中的阵列波导光栅与光纤光栅类似，外界温度变化导致热膨胀系数和折射率变化，使阵列波导的光程发生变化，从而使阵列波导光栅芯片的输出波长发生变化。

未经保护的光纤光栅非常脆弱，稍有不慎就发生光纤断裂从而使传感器失效，所以学者们提出了各种特殊封装结构用以保护光纤光栅感温区且不降低其传感功能，但封装过程中会引入应力，应力与温度交叉作用导致测温不准或精度不够。

实用新型内容

本实用新型提出一种免封装的阵列波导光栅温度传感器，解决了现有技术中光纤光栅传感器难封装，封装后的产生应力的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种免封装的阵列波导光栅温度传感器，包括阵列波导光栅芯片，阵列波导光栅芯片的两端分别设有输入光纤阵列和输出光纤阵列，阵列波导光栅芯片包括芯片主体，芯片主体上粘接有芯片盖板，芯片主体内设有依次连接的输入波导、阵列波导和输出波导。

所述阵列波导光栅芯片与输入光纤阵列之间、阵列波导光栅芯片与输出光纤阵列之间均设有折射率匹配层。折射率匹配层可消除分界面相关的反射损失。

所述阵列波导光栅芯片与输入光纤阵列的连接缝外侧、阵列波导光栅芯片与输出光纤阵列的连接缝外侧均设有补强胶，补强胶保证阵列波导光栅芯片与输入光纤阵列或输出光纤阵列的连接稳定。

所述阵列波导光栅芯片的输入端面和输出端面均为倾斜8度的斜面。

所述输入光纤阵列包括输入V槽和输入盖板，输入V槽和输入盖板之间设有与输入波导对应的输入光纤。输入V槽对输入光纤进行定位，输入盖板通过光纤阵列头胶与输入V槽连接，实现对输入光纤进行固定，保证输入光纤与输入波导位置对应。

所述输出光纤阵列包括输出V槽和输出盖板，输出V槽和输出盖板之间设有与输出波导对应的输出光纤。输出V槽对输出光纤进行定位，输出盖板通过光纤阵列头胶与输出V槽连接，实现对输出光纤进行固定。

所述输出波导为四通道输出波导，输出光纤为四通道输出光纤。当某一个通道出现断纤情况时，其余通道也可以使用，保证传感器的使用寿命。

所述输入光纤阵列和输出光纤阵列的外侧均设有光纤保护胶，光纤保护胶分别与输入光纤和输出光纤对应。光纤保护胶用于保护输入光纤和输出光纤。

本实用新型产生的有益效果是：实现温度传感的阵列波导是通过刻蚀生长在芯片中的，所以不存在易损易断的风险，也不需要特殊的封装来保护，也不会引入其他的应力作用，同时也具备了抗电磁干扰、抗腐蚀等优点，且同一芯片有四个输出，当一个通道断纤不能用时有其余三个通道备用，起到了节约成本、防失效的作用。