CN117890328A - 一种冰壶形双参量宽范围测量pcf传感器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于特种光纤及其光子器件领域，涉及一种冰壶形双参量宽范围测量PCF传感器及其制造方法，传感器包括光子晶体光纤本体，所述光子晶体光纤本体包括基底材料，基底材料为圆柱体，圆柱体上下侧分别设有上切面、下切面，两切面平行，上切面镀上层金膜用来激发SPR效应，下切面首先镀下层金膜，再在金膜的基础上沉积温敏材料薄层提高温度检测的灵敏性，用来作为温度检测通道；基底材料内设有包层空气孔，所述包层空气孔包括中心空气孔和位于中心空气孔外围的三层空气孔。本发明提供的传感器可以在1.33～1.42范围测量折射率，在‑10℃～100℃范围测量温度。
Description
技术领域
本发明涉及光纤传感领域，具体涉及一种冰壶形双参量宽范围测量PCF传感器及其制造方法。
背景技术
SPR效应基于一种特殊的光学现象。当光以大于临界角的角度入射金属表面时，会发生全反射，由此产生倏逝波，倏逝波与金属中的自由电子相互作用产生耦合现象，激发表面等离子体共振波。当两种波满足相位匹配条件时，光谱中出现明显共振峰。当被测物的折射率发生变化时，相位匹配条件也会发生变化，共振波长的位置随之移动。SPR现象可以通过检测共振峰的位置变化探测外界环境的微小变化。由于SPR效应具有高灵敏度、实时监测和无标记分析等特点，被广泛用于医疗、浓度测量、环境监测等领域。基于SPR效应的PCF传感器能够敏锐的捕捉环境的细微变化，具有结构简约、灵敏度高、抗干扰能力强、同时多参数测量等优点，广泛的在传感器设计中得到应用。
折射率能够反映材料的光学属性，对于光学材料检测有很重要的意义。测量物体折射率有助于分析其浓度、纯度等物理性质。温度作为医药、化工、食品等过程的重要参数，直接影响生产生活的安全和效益。液体的折射率会随着温度的变化而变化，因此能够同时测量折射率和温度的传感器更加经济高效。在2021年，Mei等人设计了一种基于表面等离子体共振效应的甲苯-乙醇填充双芯光子晶体温度传感光纤，其在10～70℃范围内时灵敏度最高达6.32nm/℃，该传感器只用作单参数测量。在2022年，Yan等人提出一种温度和折射率传感器，该传感器对光纤上下侧抛光，有大小两种气孔以矩形布局。当分析物折射率在1.36～1.40时，折射率最大灵敏度为15000nm/RIU，当温度在70～110℃时，最大灵敏度为8.8nm/℃，该传感器灵敏度较高，但其测量范围很窄。空气孔设置也较为复杂。空气孔设置的复杂程度直接影响PCF的制备难度。
发明内容
为了解决上述提到的现有技术的不足，本发明提供一种基于SPR效应的冰壶形双参量宽范围测量光子晶体光纤传感器，为一种易于制备且能够宽范围检测的双参量传感器，其基于表面等离子体共振效应，通过沉积金膜和PDMS温敏材料提高对折射率和温度的检测灵敏度，实现在折射率1.33～1.42和温度-10℃～100℃范围对折射率和温度的高灵敏度测量。
具体地，本发明提供一种基于SPR效应的冰壶形双参量宽范围测量光子晶体光纤传感器，其包括光子晶体光纤本体，所述光子晶体光纤本体包括基底材料，基底材料为圆柱体，圆柱体上下侧分别设有上切面、下切面，两切面平行，上切面镀金膜用来激发SPR效应，作为折射率检测通道；下切面首先镀金膜，再在金膜的基础上沉积温敏材料薄层提高温度检测的灵敏性，用来作为温度检测通道；基底材料内设有包层空气孔，所述包层空气孔包括中心空气孔和位于中心空气孔外围的三层空气孔；
所述中心空气孔包括一个空气孔，其位于基底材料的中心，
向外第一层空气孔包括六个空气孔，六个空气孔以中心空气孔为中心呈正六边形排列，每个空气孔分布在正六边形的顶点上；
向外第二层空气孔包括十个空气孔，十个空气孔平均分成两组，两组空气孔左右对称设置在第一层空气孔的两侧，左右两侧的空气孔分别呈“<”和“>”排列，
向外第三层空气孔包括十个空气孔，十个空气孔平均分成两组，两组空气孔左右对称设置在第二层空气孔的两侧，左右两侧的空气孔分别呈“<”和“>”排列，
所述中心空气孔、第一层空气孔、第二层空气孔和第三层空气孔的结构排列共同形成了光子晶体光纤的两个纤芯区域，用于将光限制在两个不同的区域内进行传输以提供两个彼此独立的光传输路径，进而实现折射率和温度的双参量传感。
优选地，所述空气孔的半径为2.5μm；同层空气孔中相邻空气孔间的间距为7μm。
优选地，所述上切面上涂覆的上层金膜厚度为0.05μm，并被用作支撑表面等离子体共振效应发生的诱导材料，所述金膜的材料为金。
优选地，所述下切面上涂覆的下层金膜厚度为0.05μm，所述金膜的材料为金，并被用作支撑表面等离子体共振效应发生的诱导材料，所述在金膜表面上涂覆的温敏材料为聚二甲基硅氧烷PDMS，其厚度为7μm。
优选地，所述基底材料为二氧化硅材质。
另外，本发明提供一种制造上述冰壶形双参量宽范围测量PCF传感器的方法，其包括以下步骤：
S1、采用堆管技术，得到含有气孔的光子晶体光纤预制棒，光子晶体光纤预制棒中包含中心空气孔和外围三层空气孔；
其中心空气孔位于光子晶体光纤预制棒的中心；第一层空气孔包括六个空气孔，六个空气孔以内部中心空气孔为中心呈正六边形排列，每个空气孔分布在正六边形的顶点上；
向外第二层空气孔包括十个空气孔，十个空气孔平均分成两组，两组空气孔左右对称设置在第一层空气孔的两侧，左右两侧的空气孔分别呈“<”和“>”排列，
向外第三层空气孔包括十个空气孔，十个空气孔平均分成两组，两组空气孔左右对称设置在第二层空气孔的两侧，左右两侧的空气孔分别呈“<”和“>”排列；
S2、将预制棒放在光纤拉制塔中进行拉制得到光子晶体光纤，所有空气孔半径均为2.5μm，每层空气孔中相邻两空气孔间距均为7μm；
S3、利用抛磨机对光子晶体光纤上下侧分别进行抛光得到上下两个平行切面，所述切面与第一层空气孔的最上层两个空气孔的中心连线平行；
S4、通过-化学气相沉积(CVD)或磁控溅射法在步骤S3得到的上、下两抛光切面上分别沉积金薄膜，并选用聚二甲基硅氧烷作为温度敏感材料，将其固化在下金膜表面。
优选地，抛光深度由下面公式计算得到：
所述上下两切面经抛磨形成时的抛光深度均为9μm。
优选地，所述金膜厚度为50nm，所述温敏材料PDMS的厚度为6μm。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.本发明提供的冰壶形双参量宽范围测量PCF传感器较现有折射率-温度传感器具有更高灵敏度，其可同时进行折射率和温度互不干扰测量，在1.33～1.42折射率范围，其折射率测量灵敏度可达20400nm/RIU，在-10℃～100℃温度范围，其温度测量灵敏度可达15.4nm/℃；
2.本发明提供的冰壶形双参量宽范围测量PCF传感器，气孔大小均相同，结构对称、双面抛光镀膜，不需要在孔内填充物质，大大降低了制造难度；
3.本发明提供的冰壶形双参量宽范围测量PCF传感器，双测量通道距离较远，互不干扰，避免了交叉传感问题降低了测量复杂性；
4.本发明提供的冰壶形双参量宽范围测量PCF传感器，对结构参数的变化不敏感，结构的微小制造误差对其性能没有影响，降低了制造难度。
附图说明
图1为本发明提出的基于SPR效应的折射率-温度双参量宽范围测量光纤传感器的横截面结构图；
图2(a)为本发明的折射率传感通道的纤芯模式与SPP模式的色散关系图，图2(b)为温度传感通道的纤芯模式与SPP模式的色散关系图；
图3为本发明温度从0℃变为10℃，折射率从1.41变为1.42，折射率检测通道和温度检测通道的Y-Pol模式的损耗谱；
图4(a)为本发明的折射率传感通道的损耗随液体折射率变化谱线图，图4(b)为折射率传感通道的共振波长数值拟合结果和液体折射率之间的函数关系图；
图5(a)为本发明的温度传感通道的损耗随液体温度变化谱线图，图5(b)为温度传感通道的共振波长数值拟合结果和液体折射率之间的函数关系图；
图6(a)、图6(b)为本发明的气孔间距变化对传感性能的影响；
图7(a)、图7(b)为本发明的气孔半径变化对传感性能的影响；
图8(a)、图8(b)为本发明的抛磨深度变化对传感器性能的影响；
图9(a)、图9(b)为本发明的不同金膜厚度对传感器性能的影响；
图10为本发明的不同抛磨深度对传感性能的影响。
上述图1标记如下：1：完美匹配层；2：待测液体；3：光子晶体光纤本体；4：空气孔；5：温敏材料；6：上层金膜；7：下层金膜；8：中心空气孔；9：第一层空气孔；10：第二层空气孔；11：第三层空气孔；12：上切面；13：下切面；14：折射率传感通道纤芯；15：温度传感通道纤芯。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
本发明提供一种冰壶形双参量宽范围测量PCF传感器，如图1所示，其传感探头部分包括光子晶体光纤本体，待测液体2浸没光子晶体光纤的传感探头部分，完美匹配层1位于光子晶体光纤的外面，其为在对光纤进行性能仿真时所添加的计算边界。
所述光子晶体光纤本体包括基底材料3，基底材料3为圆柱体，圆柱体上下侧分别设有上切面12、下切面13，两切面平行，上切面镀上层金膜6用来激发SPR效应，作为折射率检测通道；下切面首先镀下层金膜7，再在金膜的基础上沉积温敏材料5薄层提高温度检测的灵敏性，用来作为温度检测通道；基底材料3内设有包层空气孔4，所述包层空气孔4包括中心空气孔8和位于中心空气孔8外围的三层空气孔；
所述中心空气孔8包括一个空气孔，其位于基底材料3的中心；向外第一层空气孔9包括六个空气孔，六个空气孔以中心空气孔8为中心呈正六边形排列，每个空气孔分布在正六边形的顶点上；向外第二层空气孔10包括十个空气孔，十个空气孔平均分成两组，两组空气孔左右对称设置在第一层空气孔9的两侧，左右两侧的空气孔分别呈“<”和“>”排列；向外第三层空气孔11包括十个空气孔，十个空气孔平均分成两组，两组空气孔左右对称设置在第二层空气孔10的两侧，左右两侧的空气孔分别呈“<”和“>”排列；
所述中心空气孔8、第一层空气孔9、第二层空气孔10和第三层空气孔11的结构排列共同形成了光子晶体光纤的两个纤芯区域：折射率传感通道纤芯14和温度传感通道纤芯15，用于将光限制在两个不同的区域内进行传输以提供两个彼此独立的光传输路径，进而实现折射率和温度的双参量传感。
作为本发明的一个优选实施例，空气孔的半径为2.5μm；中心空气孔8、第一层空气孔9、第二层空气孔10和第三层空气孔11的每个空气孔与同层的相邻空气孔之间的距离均为相等的固定值，其间距均为7μm。
作为本发明的一个优选实施例，所述上切面12上涂覆的上层金膜6厚度为0.05μm，并被用作支撑表面等离子体共振效应发生的诱导材料，所述金膜的材料为金。
作为本发明的一个优选实施例，所述下切面13上涂覆的下层金膜7厚度为0.05μm，所述金膜的材料为金，并被用作支撑表面等离子体共振效应发生的诱导材料，在下层金膜7表面上涂覆的温敏材料5为聚二甲基硅氧烷PDMS，其厚度为7μm。
作为本发明的一个优选实施例，所述基底材料3为二氧化硅材质。
本发明还提供一种制造上述冰壶形双参量宽范围测量PCF传感器的方法，其包括以下步骤：
S1、采用堆管技术，得到含有气孔的光子晶体光纤预制棒，光子晶体光纤预制棒中包含中心空气孔8和外围三层空气孔；
其中心空气孔8位于光子晶体光纤预制棒的中心；第一层空气孔9包括六个空气孔，六个空气孔以中心空气孔8为中心呈正六边形排列，每个空气孔分布在正六边形的顶点上；
向外第二层空气孔10包括十个空气孔，十个空气孔平均分成两组，两组空气孔左右对称设置在第一层空气孔9的两侧，左右两侧的空气孔分别呈“<”和“>”排列；
向外第三层空气孔11包括十个空气孔，十个空气孔平均分成两组，两组空气孔左右对称设置在第二层空气孔10的两侧，左右两侧的空气孔分别呈“<”和“>”排列；
S2、将预制棒放在光纤拉制塔中进行拉制得到光子晶体光纤，所有空气孔半径均为2.5μm，每层空气孔中相邻两空气孔间距均为7μm；
S3、利用抛磨机对光子晶体光纤上下侧分别进行抛光得到上下两个平行切面，所述切面与第一层空气孔的最上层两个空气孔的中心连线平行；
S4、通过-化学气相沉积(CVD)或磁控溅射法在S3得到的上、下两抛光切面上分别沉积金薄膜，并选用聚二甲基硅氧烷作为温度敏感材料，将其固化在下金膜表面。
优选地，抛光深度由下面公式计算得到：
所述h1、h2是上下两切面经抛磨形成时的抛光深度，均为9μm；R是光子晶体光纤半径，为25μm；k是光纤横截面割线的一半，为19.2μm。
优选地，所述金膜厚度为50nm，所述温敏材料PDMS的厚度为6μm。
通过上述操作，我们可以得到本发明的冰壶形双参量宽范围测量PCF传感器。
本发明所需的金属膜金膜的介电常数可用Lorentz-Drude模型表示，其表达式为
其中ωp是等离子体频率，k是带间传输相关的振荡次数，ωj为带间传输频率，fi是强度，1/τ为寿命。是带内传输相关的等离子体频率，带间传输的冲击强度为f0，衰减常数为τ0。Lorentz-Drude模型可以很好地模拟金的介电常数。
石英材料的折射率根据Sellmeier方程(2)计算：
式中n是折射率，λ为波长，单位为μm,m＝3，B1＝0.6961663，B2＝0.407926，B3＝0.8974794，λ1＝4.67914826×10-3μm2，λ2＝1.35120631×10-2μm2，λ3＝97.9340025×10-2μm2。
聚二甲基硅氧烷(PDMS)具有较高的负热光系数-4.5×10-4RIU/℃，折射率随温度变化显著，可以长时间在-50℃到200℃环境下使用。光纤二氧化硅的热光学系数-6×10- 6RIU/℃远小于PDMS。PDMS的折射率与温度的关系为：
nPDMS＝-4.5×10-4·T+1.4176 (3)
光纤传输模式的限制损耗(CL)是表征SPR传感器性能常用的参数，由下式定义：
其中Im(neff)表示有效折射率虚部。限制损耗的单位为dB/m。
根据式4的传输损失方程可知，有效折射率虚部越大，SPR现象越明显。
两种模式之间存在耦合，能量从纤芯向金膜转移，并在共振波长(相位匹配点)处达到最大值，此时损耗谱中出现了一个尖锐的共振峰，SPR现象最明显。
图2(a)、图2(b)分别为本发明的折射率传感通道的纤芯模式与SPP模式的色散关系图和温度传感通道的纤芯模式与SPP模式的色散关系图。由图2(a)、图2(b)显示，在X-Pol核心模式的损耗谱中不存在损耗峰。因此，本文只考虑Y-Pol的传感特性。
由于本传感器是双通道双参量传感器，我们需要验证两通道相互独立、互不干扰，本发明采用控制变量法探究折射率和温度的改变引起损耗峰的移动情况。
当温度从0℃升到10℃时，与金膜接触的PDMS的折射率降低，相位匹配条件发生变化，共振峰发生位移。结果显示Core1处的损耗峰位置无变化，而Core2的损耗峰从1116nm移至1027nm。Core1对温度变化没有响应，只有Core2对温度变化反应敏捷；
当折射率从1.41升到1.42时，Core2处的损耗峰未发生位移，而Core1的损耗峰从981nm移至1185nm处。Core2对折射率变化没有响应，只有Core1对折射率变化反应敏捷。综上，两传感通道互不影响，可独立进行RI和温度的检测。
图3为本发明温度从0℃变为10℃，折射率从1.41变为1.42，折射率检测通道和温度检测通道的Y-Pol模式的损耗谱。
灵敏度和检测精度是评定传感器性能的主要参数。折射率灵敏度S(λ,n)可由式(5)计算
其中Δλ为共振峰的位移大小，Δn为液体折射率的变化量，Δλ和Δn的取值由图5(a)获取。最小分辨率可用以下公式获得：
其中Δn为折射率的变化量，Δλpeak共振峰的位移，Δλmin为0.1nm，是最小光谱分辨率。图5(b)是共振波长与液体折射率的拟合关系。R2＝0.97334，拟合程度合理。当待测液折射率是1.42时，灵敏度可达20400nm/RIU。其对应的分辨率为4.90×10-6RIU。
图4(a)、图4(b)分别本发明的折射率传感通道的损耗随液体折射率变化谱线图和折射率传感通道的共振波长数值拟合结果和液体折射率之间的函数关系图。
温度灵敏度表达式为
ΔT表示温度的变化量，Δλ和ΔT的取值由图6(a)获取。图6(b)是共振波长与液体折射率的拟合关系。R2＝0.9825，拟合程度合理。温度灵敏度可达15.4nm/℃。最小分辨率可用以下公式获得：
得到其对应的分辨率为6.49×10-3℃。
图5(a)、图5(b)分别为本发明的温度传感通道的损耗随液体温度变化谱线图和温度传感通道的共振波长数值拟合结果和液体折射率之间的函数关系图。
传感器的结构参数对传感器性能具有重要影响，传感参数微小变化也会影响传感器的稳定性。本发明分析了金膜厚度、PDMS的厚度、气孔大小、气孔间距、抛光深度、中间孔的大小对传感器性能的影响。
控制温度在10℃，折射率为1.42和温度在0℃，折射率为1.41，控制其他参量不变，检测气孔间距在6.8μm～7.2μm时的损耗谱。控制温度在10℃，折射率为1.42和温度在0℃，折射率为1.41，控制其他参量不变，检测气孔半径在2.3μm～2.7μm时的损耗谱。控制温度在10℃，折射率为1.42和温度在0℃，折射率为1.41，控制其他参量不变，检测抛磨深度在8.8μm～9.2μm时的损耗谱。结果显示，随着气孔间距、气孔半径和抛膜深度的增大，共振峰的峰值逐渐升高。因为光纤芯被压缩至距离金属膜更近位置，使得能量更多的泄漏到金属-介电页面，增强SPR效应。但谐振峰的位置几乎不变，因此，本发明提出的传感器的灵敏度稳定，便与制造。
图6(a)、图6(b)为本发明的气孔间距变化对传感性能的影响；图7(a)、图7(b)为本发明的气孔半径变化对传感性能的影响；图8(a)、图8(b)为本发明的抛磨深度变化对传感器性能的影响。
由于金膜厚度对SPR效应影响显著，保持其他参量不变，探讨不同金膜厚度对传感器性能的影响。如图9(a)所示，温度为0℃时，折射率从1.40变为1.41。共振峰强度变大，且向更长波长移动，即峰值红移。金膜为40nm时，折射率通道Y基模的共振峰位移为99nm。存在过大的限制损耗，不利于终端精准检测。金膜为50nm时，Y基模的共振峰位移为103nm；金膜为60nm时，Y基模的共振峰位移为106nm。信噪比较低，可能产生假阳性响应。本发明综合以上，选择最佳金膜厚度为50nm。
如图9(b)所示，温度由0℃变为10℃，折射率为1.42时。共振峰强度变小，其向更短波长移动，即峰值蓝移。金膜为40nm时，Y基模的共振峰位移为81nm，此时图像半高宽过宽；金膜为50nm时，Y基模的共振峰位移为89nm；金膜为60nm时，Y基模的共振峰位移为93nm，此时损耗峰值过小，信噪比过低，综合以上因素考虑，选择50nm为最佳膜厚。
图9(a)、图9(b)为本发明的不同金膜厚度对传感器性能的影响。
PDMS为温敏材料，其厚度可能影响温度的测量灵敏度。如图10在温度为0℃或10℃，折射率为1.42时，保持其他参量不变，改变PDMS厚度从5μm到7μm，温度传感通道Y-pol模式的共振峰不发生改变，PDMS的厚度对传感器的性能无影响。本发明选择PDMS的厚度为6μm
图10为本发明的不同PDMS厚度对传感性能的影响。
本发明一种冰壶形双参量宽范围测量PCF传感器，可以同时测量折射率和温度。当h1＝h2＝9μm，tAu1＝tAu2＝0.05μm，d＝2.5μm，Λ＝7μm时，传感器的性能最好。与其他同类的传感器相比较，其具有以下优点：1)结构对称，双面抛光，在两抛光面上直接沉积金膜和PDMS，大大降低了制造难度。2)两光纤芯之间距离较远，互不干扰，避免了交叉传感问题，降低了测量复杂性。3)结构参数容易因制造产生误差，此传感器性能不受其误差影响，降低了制造难度。经有限元法分析，当液体折射率在1.33～1.42范围时，折射率测量的最大灵敏度为20400nm/RIU，对应的分辨率为4.90×10-6RIU。当温度在-10℃～100℃时，温度测量的最大灵敏度为15.4nm/℃，其分辨率为6.49×10-3℃。可广泛应用于药物生产、食品检测、太空温度检测等。本发明提出的传感器在折射率和温度测量方面具有很大潜力。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种冰壶形双参量宽范围测量PCF传感器，其特征在于：
包括光子晶体光纤本体，所述光子晶体光纤本体包括基底材料(3)，基底材料(3)为圆柱体，圆柱体上下侧分别设有上切面(12)、下切面(13)，两切面平行，上切面镀上层金膜(6)用来激发SPR效应，作为折射率检测通道；下切面首先镀下层金膜(7)，再在金膜的基础上沉积温敏材料(5)薄层提高温度检测的灵敏性，用来作为温度检测通道；基底材料(3)内设有包层空气孔(4)，所述包层空气孔(4)包括中心空气孔(8)和位于中心空气孔(8)外围的三层空气孔；
所述中心空气孔(8)包括一个空气孔，其位于基底材料(3)的中心；
向外第一层空气孔(9)包括六个空气孔，六个空气孔以中心空气孔(9)为中心呈正六边形排列，每个空气孔分布在正六边形的顶点上；
向外第二层空气孔(10)包括十个空气孔，十个空气孔平均分成两组，两组空气孔左右对称设置在第一层空气孔(9)的两侧，左右两侧的空气孔分别呈“<”和“>”排列；
向外第三层空气孔(11)包括十个空气孔，十个空气孔平均分成两组，两组空气孔左右对称设置在第二层空气孔(10)的两侧，左右两侧的空气孔分别呈“<”和“>”排列；
所述中心空气孔(8)、第一层空气孔(9)、第二层空气孔(10)和第三层空气孔(11)的结构排列共同形成了光子晶体光纤的两个纤芯区域，用于将光限制在两个不同的区域内进行传输以提供两个彼此独立的光传输路径，进而实现折射率和温度的双参量传感。
2.根据权利要求1所述的一种冰壶形双参量宽范围测量PCF传感器，其特征在于：
所述空气孔的半径为2.5μm；同层空气孔中相邻空气孔间的间距为7μm。
3.根据权利要求1所述的一种冰壶形双参量宽范围测量PCF传感器，其特征在于：
所述上切面(12)上涂覆的上层金膜(6)厚度为0.05μm，并被用作支撑表面等离子体共振效应发生的诱导材料，所述金膜的材料为金。
4.根据权利要求1所述的一种冰壶形双参量宽范围测量PCF传感器，其特征在于：
所述下切面(13)上涂覆的下层金膜(7)厚度为0.05μm，所述金膜的材料为金，并被用作支撑表面等离子体共振效应发生的诱导材料，在下层金膜(7)表面上涂覆的温敏材料为聚二甲基硅氧烷PDMS，其厚度为7μm。
5.根据权利要求1所述的一种冰壶形双参量宽范围测量PCF传感器，其特征在于：
所述基底材料(3)为二氧化硅材质。
6.一种冰壶形双参量宽范围测量PCF传感器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采用堆管技术，得到含有气孔的光子晶体光纤预制棒，光子晶体光纤预制棒中包含中心空气孔(8)和外围三层空气孔；
其中心空气孔(8)位于光子晶体光纤预制棒的中心；第一层空气孔(9)包括六个空气孔，六个空气孔以内部中心空气孔(8)为中心呈正六边形排列，每个空气孔分布在正六边形的顶点上；
向外第二层空气孔(10)包括十个空气孔，十个空气孔平均分成两组，两组空气孔左右对称设置在第一层空气孔(9)的两侧，左右两侧的空气孔分别呈“<”和“>”排列，
向外第三层空气孔(11)包括十个空气孔，十个空气孔平均分成两组，两组空气孔左右对称设置在第二层空气孔(10)的两侧，左右两侧的空气孔分别呈“<”和“>”排列；
S2、将预制棒放在光纤拉制塔中进行拉制得到光子晶体光纤，所有空气孔半径均为2.5μm，每层空气孔中相邻两空气孔间距均为7μm；
S3、利用抛磨机对光子晶体光纤上下侧分别进行抛光得到上下两个平行切面，所述切面与第一层空气孔的最上层两个空气孔的中心连线平行；
S4、通过-化学气相沉积或磁控溅射法在步骤S3得到的上、下两抛光切面上分别沉积金薄膜，并选用聚二甲基硅氧烷作为温度敏感材料，将其固化在下金膜表面。
7.根据权利要求6所述的一种冰壶形双参量宽范围测量PCF传感器制作方法，其特征在于：
抛光深度由下面公式计算得到：
所述上下两切面经抛磨形成时的抛光深度均为9μm。
8.根据权利要求6所述的一种冰壶形双参量宽范围测量PCF传感器制作方法，其特征在于：
所述金膜厚度为50nm，所述温敏材料PDMS的厚度为6μm。
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