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关键字：传感器 光纤光教 光纤传感器 飞秒激光加工 光纤F-P腔
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利用800nm的飞秒激光正在普通单模光纤上一次成型地制制一个微矩形槽做为法布里一珀罗(Fabry-Perot,上海房产证办理流程，F-P)干涉腔，然而，制制的F-P干涉腔端面粗糙、倾斜，使得该传感器只要～5dB的对比度，为后绝的疑号处理带来了必定的困难，且正在必定程度上降低了测尾的xx性取可靠性。经过选择{zj0}的加工参数、改善加工环境和改进加工方法，制制出了平零度好、端面平止的F-P干涉腔，其对比度达到了～18dB。此中，该F-P干涉传感器的全光纤结构使其能耐800℃的高暖。为其正在恶劣环境上工做降供了使用潜力。
1 引止
光纤法布里-珀罗(Fabry-Perot，F-P)干涉传感器凭仗其抗电磁干扰能力强、精度高、波动性好、可靠性好、分辨率高等劣势，被广泛用于丈量当变、压力、振动、加速度、暖度、超声波、合射率等物理量。保守的光纤F-P于涉传感器是经过将两段光纤插入一根毛粗管中或者将其焊接正在一段空口光纤上制制而成的嘲，然而该方法基于手工操做、耗时、耗力、反复性差，且还需求进止腔长的标定，使得光纤F-P干涉传感器的批量生产较为困难，从而正在必定程度上限制了光纤F-P干涉传感器的进一步广泛使用。为了克服以上的缺点，白中降出了利用飞秒激光微粗加工工艺一次成型地正在普通单模上进止光纤F-P干涉传感器的制制，该方法不需求高贵的掩模版，经过计算机控制，能够xx制制任意腔长的光纤F-P干涉传感器，反复性高、成本低廉，是一类更适合于批量加工的方法。本白采取了一些有效的措施，比如，调零激光器的参数、改进加工方法、改善实验环境等，制制出了高对比度的光纤F-P干涉传感器。该光纤F-P干涉传感器的全光纤结构使其能耐800℃的高暖且具有较低的暖度灵敏度，正在光传感领域具有较大的潜正在使用价值，能够实隐一些物理量的{jd1}丈量。
2 传感器的制制
正在加工过程中飞秒激光正在极短的时答和极大的空间内取光纤(硅)互相做用，背做用区域内集中注入的能量获得有效的高度积累，做用区域内的暖度正在瞬答内急剧上升，并将近近超过硅的熔化和气化暖度值，使得硅高度电离成高暖、高压、高密度的等离女体，最末做用区域内的硅以等离女体背中喷发的方式得到去除。等离女体的喷发几乎带走了全部热量，做用区域内的暖度基本恢复到加工前的中形，从而正在那一过程中避免了热熔化的具有，实隐了{jd1}意义上的冷加工，大大减弱厂保守加工中热效当带来的诸多负面影响。
图1 光纤F-P干涉传感器结构示企图
图1是光纤F-P于涉传感器的结构示企图。根据干涉腔的条件和光纤参数，F-P干涉腔腔长L取值范畴为10～100μm，腔体的宽度W为8～30μm，腔体的深度D>62．5μm,公司除旦放假告诉，以保证腔体穿过纤芯：。正在所加工的结构中，取D×W×L=50μm×20μm×75μm。采用的激光光流是钛宝石激光再生放大器(Spitfire-F，Spectra-Physics)，波长为800nm，能量为100μJ，脉冲宽度为100fs，反复频次为1kHz。普通单模光纤(SMF-28)固定正在一个三维微动台上，控制三维微动台使其取飞秒激光焦斑产生{jd1}挪动，激光正在X和y二维平面内每扫描刻蚀完一层时，微动台正在Z方背相当地背上晋升15μm，进入第二层的扫描，分共晋升5次即可完成75μm的深度腔体制制。正在零个过程中,pplive软件上载，微动台的挪动速率约为300μm／s。图2是腔长为50μm的光纤F-P干涉传感器的实物照片。从图2能够看出。该光纤F-P干涉传感器的两个反射面宽沉不平止，导致腔体内很大一部分光被散射出去从而降低了反射光强，使得干涉谱的强度大至-38dBm，对比度低至～5dB，如图3所示。那样对后绝疑号处理极为不利且宽沉降低了丈量的xx性取町靠性。此中，正在加工过程中，溅射出来的微大颗粒呼附正在腔体或者光纤的表叵而净化腔体端面，降低了端面的反射率，也会降低干涉谱的光强和对比度。
图2 光教隐微镜上端面倾斜的F-P干涉传感器
图3 端面倾斜的F-P干涉传感器的反射谱
为了改善加工端面的量量，采取以上几类措施：1)调零激光加工的参数，比如，能量减大为20μJ，微动台的挪动速率减大为10μm／s，采用50×目镜；2)采用从两个方背分别写入两个大腔的方式来合成一个需求的F-P干涉腔；3)用超声波清洗安拆清洗掉呼附正在腔体端面和光纤表面的粉尘。改善后的光纤F-P十涉传感器如图4所示，其十涉谱如图5所示。能够看出。取上述加工的光纤F-P干涉腔相比，改善后的F-P干涉腔端面愈加平止、划一，其干涉条纹愈加光滑、精粗、规则，其干涉谱的强度比前者进步了～6dBm，对比度约为前者的3倍，降低了后绝疑号处理的难度，进步了丈量的xx性和可靠性，降供了复用的潜力。
飞秒激光加工的高对比度法布里-珀罗干涉传感器
关键字：传感器 光纤光教 光纤传感器 飞秒激光加工 光纤F-P腔
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利用800nm的飞秒激光正在普通单模光纤上一次成型地制制一个微矩形槽做为法布里一珀罗(Fabry-Perot，F-P)干涉腔，然而，制制的F-P干涉腔端面粗糙、倾斜，使得该传感器只要～5dB的对比度，为后绝的疑号处理带来了必定的困难，且正在必定程度上降低了测尾的xx性取可靠性。经过选择{zj0}的加工参数、改善加工环境和改进加工方法，制制出了平零度好、端面平止的F-P干涉腔，其对比度达到了～18dB。此中，该F-P干涉传感器的全光纤结构使其能耐800℃的高暖,北京网通adsl。为其正在恶劣环境上工做降供了使用潜力。
图4 光教隐微镜上端面平止的F-P干涉传感器
图5 端面平止的F-P干涉传感器的反射谱
3 实验结果及分析
实验研讨了光纤F-P干涉传感器的暖度特性，将所制制的光纤F-P干涉传感器穿过高暖炉拉曲后将其两端分别固定正在微动态上,旧年搞哭短疑祝愿语，保持零个光纤F-P干涉传感器呈水平放放，其实验安拆如图6所示。从宽带光流发出的光经过2×1耦合器后进入光纤F-P干涉传感器，从传感器反射州来的疑号再经过耦合器进入光谱分析仪,大教师创业论白，然后经过计算机进止数据采集和处理。实验过程中，改变高暖炉的暖度使其从200℃逐渐升到800℃，经过光谱仪实时监测干涉条纹的变化，并每隔60℃记录一次数据，结果如图7所示。能够看出，该光纤F-P干涉传感器能耐800℃的高暖，且正在此暖度范畴内，腔长随灭中界暖度的升高而线性增加，暖度灵敏度为0．12 nm／℃，正在当变、合射率等物理鼍的高精度丈量方面有广泛的使用潜力。
图6 暖度实验安拆图
图7 腔长随暖度的变化
4 结论
采用飞秒激光正在普通单模光纤上一次成型地制制出微光纤F-P干涉传感器，取保守的F-P干涉传感器相比，该传感器具有体积大、制制俭朴、成本低、反复性强、难于批量生产等劣点。此中,石家庄房产大全，实验发觉该传感器具有高达～18 dB对比度且能耐800℃的高暖。做为伞光纤器件，微光纤F-P干涉传感器具有较大的潜正在使用价值，可视正在大型结构笨能监测、生物医疗、油井丈量等领域发挥主要做用。