激光加工硅片的膜片式法—珀干涉型光纤压力传感器.pdf

《激光加工硅片的膜片式法—珀干涉型光纤压力传感器.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、112传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2013年第32卷第1期激光加工硅片的膜片式法-tfl干涉型光纤压力传感器刘宇一，王萌，王博，姜丽娟，王少华’(1．天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津300072；2．天津大学光电信息技术教育部重点实验室，天津300072)摘要：分析了多个反射面对单法～珀腔传感器光谱法解调的影响。为降低不参与形成法～珀腔的反射面的反射率以消除这一影响，利用Nd：YAG激光加工系统在两面抛光硅片中的一面进行了表面纹理化处理。将经激光切割

2、下的已表面纹理化的圆形硅片粘贴在中空玻璃毛细管一端，最后插入单模光纤并封装成非本征(EFP1)光纤法～珀干涉型压力传感器。进行了静态气压测试实验，结果表明：在40～240kPa气压范围内，传感器压力灵敏度为11．9nnJkPa，线性度为1．5l％。关键词：传感器；非本征法一珀干涉型；膜片式法一珀干涉型光纤压力传感器；Nd：YAG激光加工中图分类号：TN253文献标识码：A文章编号：1000-9787(2013)01-0112-03Diaphragm-typeF·Pinterferometricopticalfiber

3、pressuresensorbasedonSichipprocessedbylaserLIUYu一，WANGMeng，WANGBo一，JIANGLi．jua．，WANGShao．hua'(1．SchoolofPrecisionInstrument&Opto—electronicsEngineering，TianjinUnive~ity，Tianjin300072，China；2．KeyLaboratoryofOpto-electronicsInformationTechnical，MinistryofEducatio

4、n．Tianjin300072．China)Abstract：TheinfluenceofmultimirroronspectroscopicmethodologydemodulationsingleFabry—Perot(F—P)cavitysensorisstudied．InordertolowerthereflectionofthesurfacewhichisnotusedtoformF—Pcavitytoeliminatethisinfluence，onesurfaceoftheboth—surfaces—p

5、olishedSidiaphragmistexturedbyusingNd：YAGlaserprocessingsystem．Asmallroundpieceoftextureddiaphragmcutofbylaserisbondedontooneendotahollowglasstube，asinglemodefiberispluggedintotheglasstubeandanEFPIpressuresensorispackaged．Staticairpressureexperimentsaretakenand

6、theresultsshowthatthesensorachievesasensitivityof11．9nm／kPaandalinearityof1．51％attherange40～240kPa．Keywords：sensor；extrinsicF—Pinterferometrie(EFPI)；diaphragm—typeF—Pinterferometrieoptiealfiberpressuresensor：Nd：YAGlaserprocessing0引言1传感器原理与结构光纤法一珀压力传感器抗电磁干扰，结构多变

7、，体积小对于周边固定的圆形硅片在受均匀施加的压力时发生巧，并能够忍受恶劣条件，广泛应用于航空、油井等领域的变形，硅膜片上与中心点距离为r处的挠度为”压力与液位测量以及桥梁等大型建筑物健康监测y=16Eh(＼』a)，。．(1)中。基于膜片的非本征光纤法一珀干涉型压力传感器其中，P为施加均匀压力的压强，n为未约束硅膜片半由膜片直接感受压力，与本征型光纤法一珀压力传感器相径，h为膜片厚度，E为硅材料的杨氏模量，12为其泊松比。比，传感器结构多样化，且在不同压力测量场合可以选采用硅片作为膜片的膜片式光纤法一珀压力传感器头的结

8、择适合的膜片材料。根据光谱法解调的要求，并结合构示意图如图1。对硅片施加压力从而引起膜片变形，使激光加工技术的优点和硅材料在光学及机械方面的优良特得法一珀腔长在压力变化时发生线性的变化。硅片已经过性，本文提出了采用激光加工硅片的膜片式光纤法一珀压力抛光的A2面与经光纤刀切割的端面平整的裸单模光纤端传感器，其制作过程快速、过程简单、操作简易，所制