本发明涉及光纤领域，具体涉及一种光纤振动式微小振动探测器。
背景技术：
振动光纤的应用最常用的技术是通过外界应变(振动或者挤压)而产生光的干涉，并对干涉信号进行检测，实现对应变的检测。光纤是将光波限制在一定区域内传播的重要光电子学元件。传统的测量微小振动的光纤都是光栅光纤，通过拉长光栅光纤，调控光栅的周期，进而测量微小振动。但是光栅拉长的距离是有限制的，如果振动比较小或者较强的话，光栅光纤就不能测到振动，探测灵敏度就会有局限性。
因此提高微小振动光纤的性能，设计出具有更宽的探测范围，并且具有探测精度更高的光纤，对于光纤振动式微小振动探测器的发展具有重要的意义。
技术实现要素：
本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种光纤振动式微小振动探测器，以解决上述现有技术中技术的问题。
为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本申请提供一种一种光纤振动式微小振动探测器，包括衬底、第一调节部、第二调节部、第一夹持部、第二夹持部、传感光纤、输入光纤、输出光纤、传感调节部和耦合部，第一调节部和第二调节部分别设置于衬底一侧，第一夹持部置于第一调节部远离衬底的一端，第二夹持部置于第二调节部远离衬底的一端，输入光纤、传感光纤、输出光纤依次连接，第一夹持部夹持传感光纤一侧，第二夹持部夹持传感光纤另一侧，在衬底靠近传感光纤的一侧设置有传感调节部，且传感调节部设置在第一夹持部和第二夹持部的中间位置，在传感调节部远离衬底的一端设有耦合部。
更进一步地，耦合部的远离衬底的表面为贵金属平面。
更进一步地，在贵金属平面远离衬底的一侧设有贵金属颗粒或石墨烯层。
更进一步地，耦合部的上表面具有贵金属线栅，贵金属线栅的方向与传感光纤方向垂直。
更进一步地，耦合部为v字形，传感光纤置于耦合部的对称位置上。
更进一步地，耦合部为束腰形，传感光纤的设置位置与束腰形耦合部的设置位置对应。
更进一步地，束腰形耦合部的表面为贵金属膜。
更进一步地，在传感光纤的中部设有贵金属颗粒。
更进一步地，在传感光纤的中部设有石墨烯膜。
更进一步地，传感光纤为光栅光纤。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种光纤振动式微小振动探测器，传感光纤通过与耦合部之间的耦合，将微小振动传递到传感调节部，进而探测微小振动。通过耦合的作用传递微小振动，可以探测到很小的振动，具有更高的探测精度。并且，耦合传递的能量可以很大，具有更宽的探测范围。其次，耦合作用可以通过大耦合面积，强的耦合结构和增强耦合的材料等途径增大，进而扩大微小振动的探测范围。最后本发明提供的光纤振动式微小振动探测器可以和传统的光栅光纤探测器结合，不仅可以通过拉伸光栅的作用传递一般的振动，还可以通过耦合作用传递较大或较弱的，传统光栅光纤探测不到的振动信息，这样就会保证振动信息的探测不会有遗漏，达到双层探测的作用。所以本发明具有精度高、范围广、兼容传统装置等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是一种光纤振动式微小振动探测器的示意图。
图2是图1所示光纤振动式微小振动探测器的截面示意图。
图3是另一种光纤振动式微小振动探测器的截面示意图。
图4是又一种光纤振动式微小振动探测器的截面示意图。
图5是再一种光纤振动式微小振动探测器的截面示意图。
图6是再一种光纤振动式微小振动探测器的截面示意图。
图7是再一种光纤振动式微小振动探测器的截面示意图。
图标：1-衬底；21-第一调节部；22-第二调节部；31-第一夹持部；32-第二夹持部；40-传感光纤；41-输入光纤；42-输出光纤；5-传感调节部；6、耦合部；7-贵金属颗粒。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一金属板实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了使本发明的实施过程更加清楚，下面将会结合附图进行详细说明本发明提供了一种光纤振动式微小振动探测器，图1为该探测器的主视图，图2为该探测器的探测部分的左视图。如图1和图2所示，该探测器包括衬底1、第一调节部21、第二调节部22、第一夹持部31、第二夹持部32、传感光纤40、输入光纤41、输出光纤42、传感调节部5和耦合部6，第一调节部21和第二调节部22分别设置于衬底1一侧，第一夹持部31置于第一调节部21远离衬底1的一端，第二夹持部32置于第二调节部22远离衬底1的一端，输入光纤41、传感光纤40、输出光纤42依次连接，第一夹持部31夹持传感光纤40一侧，第二夹持部32夹持传感光纤40另一侧，在衬底1靠近传感光纤40的一侧设置有传感调节部5，且传感调节部5设置在第一夹持部31和第二夹持部32的中间位置，在传感调节部5远离衬底1的一端设有耦合部6。耦合部6的远离衬底的表面为贵金属平面，其中，耦合部6与传感光纤40未直接接触，传感光纤40通过与耦合部6之间的耦合，将微小振动传递到传感调节部5，进而探测微小振动。通过耦合的作用传递微小振动，可以探测到很小的振动，具有更高的探测精度。并且，耦合传递的能量可以很大，具有更宽的探测范围。
请继续参照图2所示，在贵金属平面上设有贵金属颗粒7，耦合面积的增大，增大了耦合强度，进而扩大了微小振动的探测范围。图3是另一种光纤振动式微小振动探测器的截面示意图，如图3所示，金属颗粒的排布可以是大小不均一的多层，层于层之间的小间距，大小不均一的多层之间的错开排布，会产生更大的耦合面积，耦合作用会更强，微小振动的探测范围会更广。同样地，也可以在贵金属平面上设置石墨烯膜，石墨烯膜会局域电场，增强传感光纤40和耦合部6之间的耦合作用，进而扩大微小振动的探测范围。
在贵金属平面远离衬底1的一侧设有贵金属颗粒或石墨烯层，即传感光纤40的中部设有贵金属颗粒或者石墨烯膜，同样的是通过增大耦合面积和增大局域电场，增强传感光纤40和耦合部6之间的耦合作用，进而扩大微小振动的探测范围。其中贵金属颗粒的排布放置可以是贵金属上的金属颗粒的放置方式，其中，可以是单独在该传感光纤40的中部设置贵金属颗粒，还可以是在该传感光纤40的中部单独设置石墨烯膜，也可以分别将该贵金属颗粒和石墨烯膜进一步设置在该传感光纤40的中部位置。
传感光纤40为光栅光纤。本发明提供的光纤振动式微小振动探测器可以和传统的光栅光纤探测器结合，不仅可以通过拉伸光栅的作用传递一般的振动，还可以通过耦合作用传递较大或较弱的，传统光栅光纤探测不到的振动信息，这样就会保证振动信息的探测不会有遗漏，达到双层探测的作用。所以本发明具有精度高、范围广、兼容传统装置等优点。
实施例2
在实施例1的基础上，耦合部6的上表面具有贵金属线栅，贵金属线栅的方向与传感光纤方向垂直。贵金属线栅之间会产生较强的局域电场，局域电场通过与耦合部6之间的耦合，将微小振动传递到传感调节部，进而探测微小振动。通过耦合的作用传递微小振动，可以探测到很小的振动，具有更高的探测精度。
同样地，在贵金属线栅上设有贵金属颗粒7或者石墨烯膜，通过增大耦合面积或者增大局域电场，增强传感光纤40和耦合部6之间的耦合作用，进而扩大微小振动的探测范围。
同样地，传感光纤40的中部设有贵金属颗粒或者石墨烯膜，同样的是通过增大耦合面积和增大局域电场，增强传感光纤40和耦合部6之间的耦合作用，进而扩大微小振动的探测范围。其中贵金属颗粒的排布放置可以是贵金属上的金属颗粒的放置方式。
同样地，传感光纤40为光栅光纤，和传统的光栅光纤探测器结合，不仅可以通过拉伸光栅的作用传递一般的振动，还可以通过耦合作用传递较大或较弱的，传统光栅光纤探测不到的振动信息，这样就会保证振动信息的探测不会有遗漏，达到双层探测的作用。所以本发明具有精度高、范围广、兼容传统装置等优点。
实施例3
在实施例1的基础上，图4是又一种光纤振动式微小振动探测器的截面示意图，如图4所示，耦合部6为v字形，传感光纤40置于耦合部6的对称位置上。v字形耦合部6的表面为贵金属膜。v字形的耦合部6具有更大的耦合面积，并且v字型的底部的尖端内也会局域强电场，v字型同时从增大耦合面积和增强电场两个方面，增强传感光纤40与耦合部之间的耦合，将微小振动传递到传感调节部，进而探测微小振动。通过耦合的作用传递微小振动，可以探测到很小的振动，具有更高的探测精度。并且，耦合传递的能量可以很大，具有更宽的探测范围。
同样地，v字形耦合部表面也可以是贵金属线栅，贵金属线栅的方向与传感光纤40方向垂直。贵金属线栅会在贵金属膜的效果上产生更强的局域电场，具有更高的探测精度。
同样地，图5是再一种光纤振动式微小振动探测器的截面示意图，如图5所示，在贵金属线栅上设有贵金属颗粒或者石墨烯膜，通过增大耦合面积或者增大局域电场，增强传感光纤40和耦合部6之间的耦合作用，进而扩大微小振动的探测范围。
同样地，传感光纤的中部设有贵金属颗粒或者石墨烯膜，同样的是通过增大耦合面积和增大局域电场，增强传感光纤40和耦合部6之间的耦合作用，进而扩大微小振动的探测范围。其中贵金属颗粒的排布放置可以是贵金属上的金属颗粒的放置方式。
同样地，传感光纤40为光栅光纤，和传统的光栅光纤探测器结合，不仅可以通过拉伸光栅的作用传递一般的振动，还可以通过耦合作用传递较大或较弱的传统光栅光纤探测不到的振动信息，这样就会保证振动信息的探测不会有遗漏，达到双层探测的作用。所以本发明具有精度高、范围广、兼容传统装置等优点。
实施例4
在实施例1的基础上，图6是再一种光纤振动式微小振动探测器的截面示意图，如图6所示，耦合部6为束腰形，传感光纤40的设置位置与束腰形耦合部6的设置位置对应。束腰形耦合部6的表面为贵金属膜。束腰形的耦合部6可以从增大耦合面积和增强电场两个方面，增强传感光纤与耦合部之间的耦合，将微小振动传递到传感调节部，进而探测更微小和更大范围的振动。束腰形耦合部6的装置可以反应耦合的强度和耦合距离。当传感光纤40与束腰形耦合部6之间相互耦合时，耦合强度由小变大再变小，通过耦合发生的位置，从宏观距离相对的判断微观振动的振幅大小。
同样地，束腰形耦合部6表面也可以是贵金属线栅，贵金属线栅的方向与传感光纤40方向垂直。贵金属线栅会在贵金属膜的效果上产生更强的局域电场，具有更高的探测精度。
同样地，图7是再一种光纤振动式微小振动探测器的截面示意图，如图7所示在贵金属线栅上设有贵金属颗粒或者石墨烯膜，通过增大耦合面积或者增大局域电场，增强传感光纤40和耦合部6之间的耦合作用，进而扩大微小振动的探测范围。
同样地，在传感光纤40的中部设有贵金属颗粒，在传感光纤40的中部设有石墨烯膜，同样的是通过增大耦合面积和增大局域电场，增强传感光纤40和耦合部6之间的耦合作用，进而扩大微小振动的探测范围。其中贵金属颗粒的排布放置可以是贵金属上的金属颗粒的放置方式。
同样地，传感光纤40为光栅光纤，和传统的光栅光纤探测器结合，不仅可以通过拉伸光栅的作用传递一般的振动，还可以通过耦合作用传递较大或较弱的，传统光栅光纤探测不到的振动信息，这样就会保证振动信息的探测不会有遗漏，达到双层探测的作用。所以本发明具有精度高、范围广、兼容传统装置等优点。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种光纤振动式微小振动探测器，其特征在于：包括衬底、第一调节部、第二调节部、第一夹持部、第二夹持部、传感光纤、输入光纤、输出光纤、传感调节部和耦合部，所述第一调节部和所述第二调节部分别设置于所述衬底一侧，所述第一夹持部置于所述第一调节部远离所述衬底的一端，所述第二夹持部置于所述第二调节部远离所述衬底的一端，所述输入光纤、所述传感光纤、所述输出光纤依次连接，所述第一夹持部夹持所述传感光纤一侧，所述第二夹持部夹持所述传感光纤另一侧，在所述衬底靠近所述传感光纤的一侧设置有所述传感调节部，且所述传感调节部设置在所述第一夹持部和所述第二夹持部的中间位置，在所述传感调节部远离所述衬底的一端设有耦合部。
2.如权利要求1所述的光纤振动式微小振动探测器，其特征在于：所述耦合部的远离所述衬底的表面为贵金属平面。
3.如权利要求2所述的光纤振动式微小振动探测器，其特征在于：在所述贵金属平面远离所述衬底的一侧设有贵金属颗粒或石墨烯层。
4.如权利要求1所述的光纤振动式微小振动探测器，其特征在于：所述耦合部的上表面具有贵金属线栅，所述贵金属线栅的方向与所述传感光纤方向垂直。
5.如权利要求1所述的光纤振动式微小振动探测器，其特征在于：所述耦合部为v字形，所述传感光纤置于所述耦合部的对称位置上。
6.如权利要求1所述的光纤振动式微小振动探测器，其特征在于：所述耦合部为束腰形，所述传感光纤的设置位置与所述束腰形耦合部的设置位置对应。
7.如权利要求6所述的光纤振动式微小振动探测器，其特征在于：所述束腰形耦合部的表面为贵金属膜。
8.如权利要求1-7任一项所述的光纤振动式微小振动探测器，其特征在于：在所述传感光纤的中部设有贵金属颗粒。
9.如权利要求1-7任一项所述的光纤振动式微小振动探测器，其特征在于：在所述传感光纤的中部设有石墨烯膜。
10.如权利要求1-7任一项所述的光纤振动式微小振动探测器，其特征在于：所述传感光纤为光栅光纤。
技术总结