本實(shí)用新型屬于光纖傳感領(lǐng)域，主要涉及一種新型光纖琺珀超聲水聽器。

背景技術(shù)：

光纖超聲水聽器是用來測量高強(qiáng)度聚焦超聲(High Intensity Focused Ultrasound，HIFU)聲場的水聽器中尤為重要的一種，由于HIFU聲場的焦點(diǎn)處，聲強(qiáng)、聲壓、溫度非常高，并伴隨極強(qiáng)的非線性高次諧波，HIFU聲場呈橢球狀(長軸約6mm～10mm，短軸約為1mm)，因此要求測量HIFU聲場的超聲傳感設(shè)備的直徑不得大于0.5mm。當(dāng)前，測量HIFU聲場的超聲傳感設(shè)備主要有PVDF(聚偏氟乙烯)壓電水聽器、光纖探頭水聽器、光纖端光纖FBG(Fiber Bragg Grating，布拉格光柵)水聽器等，這幾種方法都存在著分辨率不夠，靈敏度低等缺點(diǎn)，而光纖琺珀超聲水聽器巧妙地避開了這些缺點(diǎn)。

制作光纖琺珀超聲水聽器的關(guān)鍵是構(gòu)造兩個(gè)高機(jī)械強(qiáng)度的平行反射面。目前，常用于制作光纖琺珀超聲水聽器的方法是將兩段光纖相對(duì)地固定在一段毛細(xì)石英管中。但由于石英本身反射率低，而這種方法又難以通過鍍膜提高光纖端面反射率，限制了光纖琺珀超聲水聽器干涉信號(hào)的優(yōu)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種新型光纖琺珀超聲水聽器，所得的超聲水聽器具有結(jié)構(gòu)簡單、信號(hào)好、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，能夠承受HIFU聲場的高聲壓、高溫，且具有高空間分辨率、高靈敏度的特性。

為了實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種新型光纖琺珀超聲水聽器，包括光纖和熔接在光纖端部的石英毛細(xì)管，所述石英毛細(xì)管端面和石英毛細(xì)管正對(duì)的光纖的端面均鍍有高反膜，以提高反射率，石英毛細(xì)管外徑與光纖外徑相同。

作為優(yōu)選，所述石英毛細(xì)管的內(nèi)徑小于光纖纖芯的直徑。

作為優(yōu)選，所述石英毛細(xì)管的內(nèi)徑大于光纖纖芯直徑，可適當(dāng)增大熔接強(qiáng)度，石英毛細(xì)管連接處塌陷形成錐孔，錐孔的最小內(nèi)徑小于光纖纖芯直徑。

作為優(yōu)選，所述光纖為單模光纖、多模光纖或者其他種類光纖，此時(shí)毛細(xì)石英管的內(nèi)徑需要做相應(yīng)調(diào)整。

作為優(yōu)選，所述石英毛細(xì)管可以替換為空心光纖、邊孔光纖、光子晶體光纖等。

本實(shí)用新型具有以下有益效果：

所得的新型光纖琺珀超聲水聽器具有結(jié)構(gòu)簡單，干涉信號(hào)強(qiáng)，強(qiáng)度高、空間分辨率高，靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，且能夠承受HIFU聲場的高聲壓、高溫。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例中石英毛細(xì)管內(nèi)徑小于光纖纖芯直徑時(shí)光纖琺珀超聲水聽器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中石英毛細(xì)管內(nèi)徑小于光纖纖芯直徑時(shí)光纖琺珀超聲水聽器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中當(dāng)石英毛細(xì)管長度為119μm時(shí)，傳感器鍍高反膜后，1510-1590nm波段的的干涉光譜圖。

圖中：1-光纖，2-光纖纖芯，3-石英毛細(xì)管，4-第一反射面，5-第二反射面，6-高反膜。

具體實(shí)施

為了使本實(shí)用新型的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

如圖1-圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種新型光纖琺珀超聲水聽器，包括光纖1和熔接在光纖端部的石英毛細(xì)管3，所述石英毛細(xì)管3端面和石英毛細(xì)管1正對(duì)的光纖的端面均鍍有高反膜6，以提高反射率，石英毛細(xì)管外徑與光纖外徑相同。

所述石英毛細(xì)管3的內(nèi)徑小于光纖纖芯2的直徑。

所述石英毛細(xì)管3的內(nèi)徑大于光纖纖芯2的直徑，可適當(dāng)增大熔接強(qiáng)度，石英毛細(xì)管3連接處塌陷形成錐孔，錐孔的最小內(nèi)徑小于光纖纖芯直徑。

所述光纖為單模光纖、多模光纖或者其他種類光纖，此時(shí)毛細(xì)石英管的內(nèi)徑需要做相應(yīng)調(diào)整。

所述石英毛細(xì)管可以替換為空心光纖、邊孔光纖、光子晶體光纖等。

所述光纖琺珀超聲水聽器工作原理為：光沿單模光纖1傳播(主要分布于光纖纖芯)時(shí)，到達(dá)第一反射面4時(shí)，由于石英毛細(xì)管內(nèi)徑小于纖芯，纖芯中一部分光在光纖端面反射，剩余光進(jìn)入石英毛細(xì)管3到達(dá)第二反射面5后，反射回光纖，兩部分反射光干涉形成光譜。將水聽器置于水中的超聲場中，水聽器琺珀腔腔長，即石英毛細(xì)管3長度會(huì)由于聲場的振動(dòng)發(fā)生變化，干涉光譜也隨之改變；因此干涉光譜可以反映超聲場的特征。

實(shí)施例1

步驟一、如圖1，將康寧公司生產(chǎn)的內(nèi)徑9μm、外徑125μm的單模光纖1的一端以及內(nèi)徑5μm、外徑125μm的石英毛細(xì)管3的一端用光纖切割刀切平；

步驟二、使用日本FITEL S183光纖熔接機(jī)，調(diào)節(jié)光纖熔接機(jī)放電強(qiáng)度參數(shù)為100和放電時(shí)間280ms，放電1次，將石英毛細(xì)管3切平端部熔接在單模光纖1切平端部；

步驟三、在高倍顯微鏡下，在離熔接點(diǎn)119μm處，用光纖切割刀將石英毛細(xì)管切斷；

步驟四、通過原子層沉積的辦法在反射面4和反射面5上鍍一層厚度為100nm鉑原子膜6，即可獲得一種光纖琺珀超聲水聽器。

實(shí)施例2

步驟一、如圖2，將康寧公司生產(chǎn)的外徑125μm、纖芯9μm的單模光纖1的一端以及內(nèi)徑20μm、外徑125μm的石英毛細(xì)管3的一端用光纖切割刀切平；

步驟二、使用日本FITEL S183光纖熔接機(jī)，調(diào)節(jié)光纖熔接機(jī)放電強(qiáng)度參數(shù)為100和放電時(shí)間660ms，放電1次，將石英毛細(xì)管3的切平端部熔接在單模光纖1的切平端部；

步驟三、在高倍顯微鏡下，在離熔接點(diǎn)230μm處，用光纖切割刀將石英毛細(xì)管3切斷；

步驟四、通過原子層沉積的辦法在反射面4和反射面5上鍍一層厚度為100nm鉑原子膜6，即可獲得一種光纖琺珀超聲水聽器。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。