CN107941716B - 多芯光纤谐振腔气体传感器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种多芯光纤谐振腔气体传感器，包括多芯光纤、光学谐振装置、第一导光结构和第二导光结构。所述多芯光纤包括第一光纤芯和第二光纤芯并具有一端面，所述第一光纤芯和所述第二光纤芯从所述端面露出。所述光学谐振装置设置于所述端面，并具有一个光输入端和一个光输出端。所述第一导光结构设置于所述端面，并与所述第一光纤芯和所述光输入端连接，用于将所述第一光纤芯的光输入所述光学谐振装置。所述第二导光结构设置于所述端面并与所述第二光纤芯和所述光输出端连接，用于将所述光学谐振装置的光输入耦合输出所述第二光纤芯。

Description

多芯光纤谐振腔气体传感器

技术领域

本申请涉及光学领域，尤其涉及一种多芯光纤谐振腔气体传感器。

背景技术

回音壁模式微型谐振腔是一种光学微腔，其典型特征在于，构成微腔的材料的折射率大于外界环境折射率，由于全反射作用光波在微腔中沿环形传播，当满足一定的相位条件时，即可形成稳定的光波模式，即回音壁模式。一般来说只要好能构成闭合环形光路的结构都可以用作微腔，微型谐振腔的几何外形可以是圆盘、球型、环形以及微管。采用低吸收损耗材料制备的外表光滑的回音壁模式微型谐振腔，能够有效地抑制光波的吸收损耗、散射损耗，从而使得微腔具有很高的品质因子。当微腔所处环境折射率发生变化，或者构成微腔的材料本身的折射率在外界物质作用下发生变化时，微腔中谐振的光波波长发生相应的变化。这构成了微腔用于折射率传感的物理基础。当采用对有机挥发性气体敏感的材料构成微腔，并将微腔放置在有机挥发性气体环境中时，谐振腔的有效折射率和半径会因气体分子的浸入而发生变化，谐振波长的位置会发生红移或蓝移，观察光谱偏移可以反映出有机挥发性气体的浓度变化。

传统的回音壁模式微腔传感器测试系统复杂，难以适用于现场检测，难于实现远程检测。

发明内容

有鉴于此，提供一种体积小、可集成、携带方便的多芯光纤谐振腔气体传感器实为必要。

一种多芯光纤谐振腔气体传感器，包括：

多芯光纤，包括第一光纤芯和第二光纤芯并具有一端面，所述第一光纤芯和所述第二光纤芯从所述端面露出；

光学谐振装置，设置于所述端面，所述光学谐振装置具有一个光输入端和一个光输出端；

第一导光结构，设置于所述端面并与所述第一光纤芯和所述光输入端连接，用于将所述第一光纤芯的光输入所述光学谐振装置；

第二导光结构，设置于所述端面并与所述第二光纤芯和所述光输出端连接，用于将所述光学谐振装置的光输入耦合输出所述第二光纤芯。

在一个实施例中，所述光学谐振装置包括：

第一回音壁微盘谐振腔，设置于所述端面；

谐振腔波导，与所述第一回音壁微盘谐振腔间隔设置，所述谐振腔波导的两端分别为所述光输入端和所述光输出端；

谐振腔波导支撑体，设置于所述端面，所述谐振腔波导通过所述谐振腔波导支撑体支撑，从而与所述第一回音壁微盘谐振腔间隔设置。

在一个实施例中，所述光学谐振装置还包括：

第一微柱固定设置于所述端面，所述第一回音壁微盘谐振腔设置于所述第一微柱远离所述端面的一端。

在一个实施例中，所述谐振腔波导支撑体包括：

与所述第一回音壁微盘谐振腔间隔设置的第二回音壁微盘谐振腔，设置于所述端面，所述谐振腔波导固定设置于所述第二回音壁微盘谐振腔的周部；

第二微柱固定设置于所述端面，所述第二回音壁微盘谐振腔设置于所述第二微柱远离所述端面的一端。

在一个实施例中，所述谐振腔波导与所述第一回音壁微盘谐振腔的周部的距离为0.5微米，所述谐振腔波导嵌入所述第二回音壁微盘谐振腔的周部0.5微米。

在一个实施例中，所述第一回音壁微盘谐振腔的直径与所述第二回音壁微盘谐振腔的直径的比在1:5至4:5之间。

在一个实施例中，所述谐振腔波导与所述第二回音壁微盘谐振腔的周部相切，并熔接。

在一个实施例中，所述第一导光结构包括：

第一微柱波导，设置于所述端面，并与所述第一光纤芯连接；

第一微全反射棱镜，设置于所述微柱波导远离所述第一光纤芯的一端；

第一微椎体，设置于所述微全反射棱镜与所述光输入端之间，光通过所述第一光纤芯进入所述第一微柱波导后，射入所述第一微全反射棱镜反射进入所述第一微椎体，在所述第一微椎体中会聚后进入所述输入端。

在一个实施例中，所述第二导光结构包括：

第二微柱波导，设置于所述端面，并与所述第二光纤芯连接；

第二微全反射棱镜，设置于所述微柱波导远离所述第二光纤芯的一端；

第二微椎体，设置于所述第二微全反射棱镜与所述光输出端之间，光通过所述输出端进入所述第二微椎体发散后，通过所述第二微全反射棱镜反射进入所述第二微柱波导，从而通过所述第二光纤芯导出。

在一个实施例中，所述多芯光纤、所述光学谐振装置、所述第一导光结构和所述第二导光结构一体成型制成。

本申请提供一种具有良好性能的多芯光纤谐振腔气体传感器，该器件采用七芯光纤端面为平台，制备出探针式光纤传感器件，实现远程、实时的传感检测。该传感器件具有体积小、抗干扰能力强、可集成、携带方便等诸多优势，可适用于检测空间狭小，被检测物难以接近、检测环境有毒有害等极端情况下的传感检测。

附图说明

图1是本申请实施例的多芯光纤谐振腔气体传感器结构示意图；

图2是本申请实施例的多芯光纤谐振腔气体传感器的俯视图；

图3是本申请实施例的多芯光纤谐振腔气体传感器的横向截面图；

图4是本申请实施例的多芯光纤谐振腔气体传感器的纵向截面图；

图5是本申请图4中的局部放大图；

图6是本申请实施例的多芯光纤谐振腔气体传感器所测得的不同乙醇蒸汽温度下的探测结果；

图7是本申请实施例的多芯光纤谐振腔气体传感器所测得的不同乙醇蒸汽浓度下的探测结果；

图8是本申请实施例的多芯光纤谐振腔气体传感器为探测乙醇蒸汽浓度的实验结果和拟合结果。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本申请的技术方案作进一步的详细描述。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本申请的多芯光纤谐振腔气体传感器进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

请参见图1-3，本申请实施例提供一种多芯光纤谐振腔气体传感器10，包括多芯光纤110、光学谐振装置120、第一导光结构130和第二导光结构140。所述多芯光纤110包括多个光纤芯。所述第一导光结构130将所述多芯光纤110中的一个光纤芯与所述光学谐振装置120光路连接。所述第二导光结构140将所述光学谐振装置120与所述多芯光纤110中的另一个光纤芯光路连接。通过所述第一导光结构130输入所述光学谐振装置120的光在所述光学谐振装置120中耦合共振后通过所述第二导光结构140输出。

所述多芯光纤110可以为至少两个光纤芯并列形成，或者也可以是多个光纤芯并列形成。可以理解，所述多芯光纤110中的光纤芯的数量不限。所述多芯光纤110可以切割从而形成一个端面112。所述光纤芯从所述端面112露出。在一个实施例中，所述多芯光纤110包括第一光纤芯113和第二光纤芯115。所述第一光纤芯113和所述第二光纤芯115可以平行间隔设置，从而在所述端面112露出的部分相互间隔设置。在一个实施例中，所述多芯光纤110可以包括7个光纤芯。可以理解，所述第一光纤芯113和所述第二光纤芯115可以是所述多芯光纤110中距离最远的两个光纤芯。

所述光学谐振装置120设置于所述端面112。所述光学谐振装置120具有一个光输入端121和一个光输出端123。光可以通过所述光输入端121输入所述光学谐振装置120，并在所述光学谐振装置120中耦合共振后通过所述光输出端123输出。

所述第一导光结构130设置于所述端面112并与所述第一光纤芯113和所述光输入端121连接，用于将所述第一光纤芯113传导的光输入所述光学谐振装置120。

所述第二导光结构140设置于所述端面112并与所述第二光纤芯115和所述光输出端123连接，用于将所述光学谐振装置120中的光输入所述第二光纤芯115。

本申请实施例提供的所述多芯光纤谐振腔气体传感器10，在所述多芯光纤110的端面112设置所述光学谐振装置120、所述第一导光结构130和所述第二导光结构140，从而可以检测狭小空间的气体，并且还可以在检测物难以接近、检测环境有毒有害等极端情况下的传感检测。另外，由于所述多芯光纤110还可以做探针，从而所述多芯光纤谐振腔气体传感器10还可以用于远程、实时的传感检测。另外，该多芯光纤谐振腔气体传感器10还具有体积小、抗干扰能力强、可集成、携带方便等诸多优势。

在一个实施例中，所述第一导光结构130包括第一微柱波导132、第一微全反射棱镜136和第一微椎体137。所述第一微柱波导132设置于所述端面112，并与所述第一光纤芯113连接。所述第一微全反射棱镜136设置于所述第一微柱波导132远离所述第一光纤芯113的一端。所述第一微椎体137设置于所述第一微全反射棱镜136与所述光输入端121之间，光通过所述第一光纤芯113进入所述第一微柱波导132后，射入所述第一微全反射棱镜136并反射进入所述第一微椎体137，在所述第一微椎体137中会聚后进入所述光输入端121。所述第一微椎体137可以为锥形结构，其具有一会聚端和一发散端。当光从所述会聚端进入时，光从所述发散端发散输出。反之，当光从所述发散端进入时，光从所述会聚端汇聚输出。所述第一微柱波导132的直径大于等于所述第一光纤芯113的直径，从而可以完全覆盖所述第一光纤芯113，以保证光的完全输入。因此，所述第一微全反射棱镜136以及所述第一微椎体137可以作为光波导输入输出结构。

在一个实施例中，所述第二导光结构140包括第二微柱波导142、第二微全反射棱镜146和第二微椎体147。所述第二微柱波导142设置于所述端面112，并与所述第二光纤芯115连接。所述第二光纤芯115可以将光输入所述第二微柱波导142中。所述第二微全反射棱镜146设置于所述微柱波导142远离所述第二光纤芯115的一端。所述第二微椎体147设置于所述第二微全反射棱镜146与所述光输出端123之间，光通过所述光输出端123进入所述第二微椎体147发散后，通过所述第二微全反射棱镜146反射进入所述第二微柱波导142，从而通过所述第二光纤芯115导出。所述第二微椎体147可以为锥形结构，其具有一会聚端和一发散端。当光从所述会聚端进入时，光从所述发散端发散输出。反之，当光从所述发散端进入时，光从所述会聚端汇聚输出。所述第二微柱波导142的直径大于等于所述第二光纤芯115的直径，从而可以完全覆盖所述第二光纤芯115，保证光的完全输入所述第二光纤芯115中。因此，所述第二微全反射棱镜146以及所述第二微椎体147可以作为光波导输入输出结构。

所述光学谐振装置120用于将输入的光进行谐振与耦合。在一个实施例中，所述光学谐振装置120包括第一回音壁微盘谐振腔124、谐振腔波导125和谐振腔波导支撑体150。所述第一回音壁微盘谐振腔124设置于所述端面112，并且位于所述第一导光结构130和所述第二导光结构140之间。所述谐振腔波导125的两端分别为所述光输入端121和所述光输出端123。所述谐振腔波导125与所述第一回音壁微盘谐振腔124间隔设置。所述谐振腔波导支撑体150设置于所述端面112。所述谐振腔波导125通过所述谐振腔波导支撑体150支撑，从而与所述第一回音壁微盘谐振腔124间隔设置。光从所述光输入端121输入所述谐振腔波导125。由于所述谐振腔波导125与所述第一回音壁微盘谐振腔124间隔设置，所述光在所述谐振腔波导125与所述第一回音壁微盘谐振腔124的区域耦合。光在所述第一回音壁微盘谐振腔124中谐振，又在所述谐振腔波导125与所述第一回音壁微盘谐振腔124的区域耦合后，通过所述光输出端123输出。

在一个实施例中，所述光学谐振装置120还包括第一微柱127。所述第一微柱127固定设置于所述端面112。所述第一回音壁微盘谐振腔124设置于所述第一微柱127远离所述端面112的一端。

请参见图4-5，在一个实施例中，所述谐振腔波导支撑体150包括第二回音壁微盘谐振腔154、第二微柱157。所述第二回音壁微盘谐振腔154与所述第一回音壁微盘谐振腔124间隔设置，并且设置于所述端面112。所述谐振腔波导125固定设置于所述第二回音壁微盘谐振腔154的周部。所述第二微柱157固定设置于所述端面112。所述第二回音壁微盘谐振腔154设置于所述第二微柱157远离所述端面112的一端。所述谐振腔波导125与所述第二回音壁微盘谐振腔154可以通过各种方式固定，并且所述谐振腔波导125可以部分嵌入所述第二回音壁微盘谐振腔154中。在一个实施例中，所述谐振腔波导125嵌入所述第二回音壁微盘谐振腔154的周部0.5微米。所述谐振腔波导125与所述第一回音壁微盘谐振腔124的周部的距离可以根据需要选择。在一个实施例中，所述谐振腔波导125与所述第一回音壁微盘谐振腔124的周部的距离为0.5微米，从而保证了光的临界耦合，避免过耦合和欠耦合的状态。这样的设计旨在减少光的损耗，从而提高了结构的品质因子。

所述第二回音壁微盘谐振腔154可以进一步增强光的耦合以及谐振效果，从而提高所述多芯光纤谐振腔气体传感器10的精确度。所述第二回音壁微盘谐振腔154与所述第一回音壁微盘谐振腔124共同作用，从而提高了所述多芯光纤谐振腔气体传感器10的精度。所述第二回音壁微盘谐振腔154的直径小于所述第一回音壁微盘谐振腔124的直径。所述第一回音壁微盘谐振腔124的直径与所述第二回音壁微盘谐振腔154的直径的比在1:5至4:5之间。通过上述比例关系的调整，使得所述多芯光纤谐振腔气体传感器10具有较高的精度。

为了方便将所述谐振腔波导125固定设置于所述第二回音壁微盘谐振腔154的周部，在一个实施例中，所述第二回音壁微盘谐振腔154的周部可以设置有凹槽。所述谐振腔波导125嵌入设置所述凹槽中。

在一个实施例中，所述谐振腔波导125与所述第二回音壁微盘谐振腔154的周部相切，并熔接。

如图5中的放大图示，可看到所述第一回音壁微盘谐振腔124与所述谐振腔波导125之间存在的空隙，从而可以使得光与所述第一回音壁微盘谐振腔124最大效率的耦合。所述第二回音壁微盘谐振腔154嵌入所述谐振腔波导125中，可以避免所述谐振腔波导125的晃动，同时保证了外界环境改变时，所述谐振腔波导125与所述第一回音壁微盘谐振腔124之间的间距保持不变。另外，所述第二回音壁微盘谐振腔154的直径小于所述第一回音壁微盘谐振腔124的直径，又进一步提高了所述多芯光纤谐振腔气体传感器10的精度。

在一个实施例中，所述多芯光纤110的直径为124.5微米。所述第一微柱波导132和所述第二微柱波导142的结构相同，其底面长、宽为8微米，高度为10微米。所述第一微全反射棱镜136的结构与所述第二微全反射棱镜146的结构相同。所述第一微全反射棱镜136与所述端面112成45度角。所述第一微全反射棱镜136的总高度为8微米，底面长、宽为8微米。所述第一微椎体137和所述第二微椎体147的结构相同。在一个实施例中，所述第一微椎体137的长度为20微米。所述谐振腔波导125的长度为22微米，所述谐振腔波导125的横截面可以为1平方微米的正方形。所述第一回音壁微盘谐振腔124的半径为10微米，所述第一回音壁微盘谐振腔124与所述谐振腔波导125的距离可以为0.5微米。所述第二回音壁微盘谐振腔154的半径为5微米，所述谐振腔波导125嵌入所述第二回音壁微盘谐振腔154周部的距离是0.5微米。

在一个实施例中，所述多芯光纤110的所述端面112可以经过切割处理，从而保证所述端面112的光滑度和平整性。具体的，可以先利用光纤剥线钳剥掉七芯光纤的包层，再利用光纤切割刀切割七芯光纤，保证了七芯光纤端面的光滑度和平整性。

本申请提供的所述多芯光纤谐振腔气体传感器10可以采用532纳米的光作为激发光。其工作过程如下所述：

将所述多芯光纤谐振腔气体传感器10放置于气体环境中，信号光耦合进所述多芯光纤110输入到所述第一微柱波导132。然后，经所述第一全反射棱镜136反射进所述第一微椎体137，会聚到所述谐振腔波导125中，再与所述第一回音壁微盘谐振腔124耦合，由此产生回音壁模式共振。最后经过另一端的所述第二微椎体147、所述第二微全反射棱镜146和所述第二微柱波导142耦合到另一个纤芯中，从而传输到探测器中，得到所探测的光谱。于是得到在的气体环境改变时得到待测气体样品回音壁模式光谱的变化。

如上，本申请提供的所述多芯光纤微腔气体传感器10，为探针式光纤传感器件，其采用多芯光纤作为平台的优点在于：体积小、重量轻、可以远程实时探测、并且所需的检测量小、灵敏度高、对检测样品友好，属于无损探测。

具体地，本申请还提供所述多芯光纤微腔气体传感器10的制备方法，包括如下步骤：

1)选取直径为124.5微米的七芯单模光纤，用光纤剥线钳将所述七芯单模光纤的包层剥掉，然后用光纤切割刀将所述七芯单模光纤端面切平；

2)利用3D光刻机在所述七芯单模光纤端面写出一对光刻胶的微全反射棱镜和一对微柱波导结构，每个微全反射棱镜和微柱波导都分别覆盖了七芯单模光纤的两个对应的纤芯，作为光波耦合输入输出结构，一对全反射棱镜和微柱波导的间距都为纤芯的间距，为70微米。然后再写出光刻胶的微椎体结构，微椎体结构参数需满足全反射条件，能将来自全反射棱镜反射的光会聚到直波导中。最后写出光刻胶的回音壁微腔和直波导，直波导结构参数是根据光在直波导中传播的光模式数量来选择的。回音壁微腔底部写上了起到固定作用的光刻胶底座，保证探测气体时回音壁微腔的牢固性。写光刻胶时，采用的是3D双光子飞秒激光直写技术。

3)利用显影液和异丙醇对光刻胶结构进行显影定影，即获得所述多芯光纤微腔气体传感器。

该实施例中选取信号光的波段为400-1000纳米，相应的回音壁模式微腔气体传感结果如图6-8示，从图6-8所示的测试结果可以如下结论：

图6中，在450-950纳米波段的光谱，可以看到较大的振荡是由于光在直波导中传播时不同模式的光发生干涉形成的干涉峰。在干涉峰上叠加的周期性振荡较小的共振峰，即为回音壁模式。700-750纳米处，可以由全宽半高计算出其品质因子Q＝245，得知该共振峰为嵌入直波导0.5微米、r为10微米的回音壁微盘谐振腔的作用结果；在825纳米处，计算得到品质因子Q＝527，该共振峰为距直波导0.5微米处、r为13微米的回音壁微盘谐振腔的作用结果。表明带有间距的回音壁微盘谐振腔有效提高了该器件的品质因子，减少了损耗。

图7中，为探测乙醇蒸汽浓度的实验结果，将样品放在10毫升水上方蒸汽环境中，逐步向水中滴加0.1毫升乙醇，记录乙醇溶液浓度为1％-10％时，由于液体上方蒸汽浓度的变化，记录光谱的变化。随着乙醇蒸汽浓度的增加，较大的共振峰强度增大，较小的周期性振荡发生红移。表明回音壁模式微腔可以大大增强器件的灵敏度。

图8中，为探测乙醇蒸汽浓度的实验结果和拟合结果。横坐标为不同浓度乙醇溶液上方乙醇蒸汽浓度的变化量，纵坐标为波长变化量，由实验结果和拟合结果可以看出，乙醇蒸汽浓度和波长变化量成线性关系。多芯光纤谐振腔气体传感器对乙醇蒸汽的检测灵敏度可达到0.68pm/ppm。表明多芯光纤谐振腔气体传感器具有良好的气体感测功能。

如上所述，本申请实施例的方法可制备出具有良好性能的多芯光纤微腔气体传感器。该多芯光纤微腔气体传感器以多芯光纤端面为平台，可实现远程、实时探测的传感器件。该多芯光纤谐振腔气体传感器具有体积小、可集成、携带方便、抗干扰能力强等诸多优势，可适用于检测空间狭小，被检测物难以接近、检测环境有毒有害等极端情况下的传感检测。

以上所述的具体实施方式，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施方式而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种多芯光纤谐振腔气体传感器，包括：

多芯光纤，包括第一光纤芯和第二光纤芯并具有一端面，所述第一光纤芯 和所述第二光纤芯从所述端面露出；

光学谐振装置，设置于所述端面，所述光学谐振装置具有一个光输入端和 一个光输出端；

第一导光结构，设置于所述端面并与所述第一光纤芯和所述光输入端连接， 用于将所述第一光纤芯的光输入所述光学谐振装置，所述第一导光结构包括第一微柱波导，设置于所述端面，并与所述第一光纤芯连接；以及

第二导光结构，设置于所述端面并与所述第二光纤芯和所述光输出端连接， 用于将所述光学谐振装置的光输入耦合输出所述第二光纤芯；

所述光学谐振装置包括：

第一回音壁微盘谐振腔，设置于所述端面；

谐振腔波导，与所述第一回音壁微盘谐振腔间隔设置，所述谐振腔波导的 两端分别为所述光输入端和所述光输出端；以及

谐振腔波导支撑体，设置于所述端面，所述谐振腔波导通过所述谐振腔波 导支撑体支撑，从而与所述第一回音壁微盘谐振腔间隔设置。

2.如权利要求1所述的多芯光纤谐振腔气体传感器，其特征在于，所述光学谐振装置还包括：

第一微柱固定设置于所述端面，所述第一回音壁微盘谐振腔设置于所述第 一微柱远离所述端面的一端。

3.如权利要求2所述的多芯光纤谐振腔气体传感器，其特征在于，所述谐振腔波导支撑体包括：

与所述第一回音壁微盘谐振腔间隔设置的第二回音壁微盘谐振腔，设置于 所述端面，所述谐振腔波导固定设置于所述第二回音壁微盘谐振腔的周部；

第二微柱固定设置于所述端面，所述第二回音壁微盘谐振腔设置于所述第 二微柱远离所述端面的一端。

4.如权利要求3所述的多芯光纤谐振腔气体传感器，其特征在于，所述谐振腔波导与所述第一回音壁微盘谐振腔的周部的距离为0.5 微米。

5.如权利要求4所述的多芯光纤谐振腔气体传感器，其特征在于，所述谐振腔波导嵌入所述第二回音壁微盘谐振腔的周部 0.5 微米。

6.如权利要求4所述的多芯光纤谐振腔气体传感器，其特征在于，所述第一回音壁微盘谐振腔的直径与所述第二回音壁微盘谐振腔的直径的比在1:5至4:5之间。

7.如权利要求4所述的多芯光纤谐振腔气体传感器，其特征在于，所述谐振腔波导与所述第二回音壁微盘谐振腔的周部相切，并熔接。

8.如权利要求1所述的多芯光纤谐振腔气体传感器，其特征在于，所述第一导光结构还包括：

第一微全反射棱镜，设置于所述微柱波导远离所述第一光纤芯的一端；以

及

第一微椎体，设置于所述微全反射棱镜与所述光输入端之间，光通过所述 第一光纤芯进入所述第一微柱波导后，射入所述第一微全反射棱镜反射进入所 述第一微椎体，在所述第一微椎体中会聚后进入所述输入端。

9.如权利要求1所述的多芯光纤谐振腔气体传感器，其特征在于，所述第二导光结构包括：

第二微柱波导，设置于所述端面，并与所述第二光纤芯连接；

第二微全反射棱镜，设置于所述微柱波导远离所述第二光纤芯的一端；以 及

第二微椎体，设置于所述第二微全反射棱镜与所述光输出端之间，光通过 所述输出端进入所述第二微椎体发散后，通过所述第二微全反射棱镜反射进入 所述第二微柱波导，从而通过所述第二光纤芯导出。

10.如权利要求1-9任一项所述的多芯光纤谐振腔气体传感器，其特征在于，所述多芯光纤、所述光学谐振装置、所述第一导光结构和所述第二导光结构一体成型制成。