光纖微流體器件的飛秒激光制備及液體折射率傳感.pdf

1、本文利用飛秒激光水輔助加工的方法成功的在單模光纖中加工出了平行于纖芯的微流通道,從而制成了一種能夠應(yīng)用于液體折射率傳感的新型光纖微流體器件,這種微流體器件的制備方法非常的簡(jiǎn)便、高效,而且此微流體器件具有很高的力學(xué)穩(wěn)定性,不易折斷,耐高溫,液體在微流通道內(nèi)部流動(dòng),避免被測(cè)液體與外界接觸,具有很強(qiáng)的抗干擾能力。以下是本文包含的一些具體內(nèi)容。
　　首先介紹了光纖傳感器的優(yōu)點(diǎn),分類以及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,并總結(jié)了飛秒激光微加工的研究現(xiàn)狀以及其

2、作為一種新的微加工方法的顯著優(yōu)勢(shì)。通過(guò)麥克斯韋方程組推導(dǎo)出了光纖電磁場(chǎng)波動(dòng)方程的分量形式,并且利用基于光束傳播算法的軟件模擬出了實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)的理論曲線。最后介紹了飛秒激光水輔助加工的機(jī)理。
　　然后對(duì)平行于纖芯的微流通道的制備方案進(jìn)行了研究,最終確定了―H型‖通道微流體器件的制備方案,通過(guò)加入豎直通道的制備,這種方案幾乎能夠加工出任意長(zhǎng)度的水平通道,同時(shí)通過(guò)控制豎直通道與纖芯的距離達(dá)到了控制與纖芯平行的通道與纖芯距離的目的。為了測(cè)量這

3、種光纖傳感器對(duì)液體折射率的傳感特性,用甘油和水配置出了一套折射率液,折射率范圍從1.3406到1.4078,測(cè)量出了不同通道長(zhǎng)度的樣品和距纖芯不同距離的樣品的傳感特性曲線,與軟件模擬出的相似結(jié)構(gòu)的纖芯透射光強(qiáng)的理論曲線進(jìn)行了對(duì)比。最后測(cè)量了樣品在高溫環(huán)境中的表現(xiàn)。
　　通過(guò)對(duì)實(shí)際樣品傳感特性曲線進(jìn)行分析,我們發(fā)現(xiàn)水平通道的長(zhǎng)度越長(zhǎng),纖芯中的光損耗的越多,同時(shí)傳感器的靈敏度越高;水平通道與纖芯的距離越近,纖芯中的光損耗的越多,同時(shí)傳