CN1309761A - 光学编码传感系统 - Google Patents
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Abstract
描述了光学编码的传感系统,该传感系统利用法布里－伯罗干涉仪(4)传感被测量,利用通过(特别是)精细加工光阑(12)形成的腔,设置光程差OPSs大于宽波段光源(1)的相干长度1c。利用另一个具有类似光程差OPSp的干涉仪复原输出。这样,信息被在波长范围内编码,避免了由于衰减、损耗、光源变化等引起的误差。公开了用于腔的适合于大批量生产的基质结构。
Description
本发明涉及用于传感例如内燃机中诸如压力或者温度等参数的光学编码的传感系统。
已经提出光学传感器用于传感许多参数。已经提出许多不同的传感头以及用于处理所接收的信号的许多不同的处理系统。然而，已知结构容易具有许多缺点和/或不适合于批量生产。
本发明的目的在于提供一种克服现有技术的许多缺点的改进的传感系统。
因此在第一方面，本发明提供了一种传感系统，包括至少一个相干长度为lc的宽波段光源；
传感干涉仪，包括彼此之间光程差为OPDs的第一和第二光路，第二光路经历与传感干涉仪附近的参数有关的变化；
传感干涉仪光学连接到光源和处理干涉仪上，所述处理干涉仪包括彼此之间光程差为OPDp的第三和第四光路；
其特征在于：
传感干涉仪包括由制成限定OPDs的第一基质形成的光阑；
处理干涉仪集成在制成限定OPDp的第二基质上；
OPDs和OPDp二者均大于lc，而且OPDs和OPDp之间差值的绝对值小于lc。
可以在光阑的至少一面上刻蚀或精细加工一个槽，那么光程差OPDs基本上由槽的深度决定；
传感干涉仪最好通过光纤连接到光源和/或处理干涉仪上。而传感干涉仪上的光纤最好安装在管或套筒内，而且光阑安装在管的端面或安装在此的透明平板上。
透明平板可以设置在管或基质的端面上，以便形成光阑和透明平板表面之间的光学腔。
传感器可以适用于传感内燃机内的压力。
在第二个独立方面，本发明提供了一种传感器，包括：相干长度为lc的宽波段光源；传感干涉仪，具有第一和第二光路，来自光源的光沿着所述第一和第二光路传播，它们之间的光程差OPDs小于lc，一个光路经历与要传感的参数有关的变化，以便与该参数有关的信息编码为沿着第一和第二光路传播的光干涉形成的干涉信号；处理干涉仪，连接成接收来自所述传感干涉仪的干涉信号并具有长度不同的第三和第四光路，它们之间光程差为OPDp；传感和处理干涉仪制成使得OPDs和OPDp每个以类似的精度形成，以便能够彼此精确匹配，从而处理干涉仪能够从所述干涉信号解码与传感参数有关的信息。
根据本发明的第三方面，提供了一种制造用作上面所详述的光学传感系统中的传感干涉仪的光学腔的方法，该方法包括如下步骤：在第一基质上精细加工或刻蚀一个槽以便形成光阑；把光纤的一端固定在管、套筒或其他基质内的孔内部；光学抛光光纤和管的端面，并通过阳极接合或熔接把光阑粘接到管的所述端面，以便在光阑和光纤的所述端面之间形成光学腔，而且光学腔的长度基本上由所述槽的深度确定。
根据本发明的第四方面，提供了一种制造用作上面所详述的传感系统中的传感干涉仪的光学腔的方法，该方法包括如下步骤：在第一基质上精细加工或刻蚀一个槽以便形成光阑；通过阳极接合或熔接把光阑粘接到透明平板的一个面上，以便在它们之间形成光学腔，光学腔的长度基本上由所述槽的深度确定；把所述透明平板的另一面粘合到管、套筒或其他基质的端面上；并把光纤的一端固定在管、套筒或其他基质内。
根据本发明的另一方面，提供了一种传感器，包括：玻璃基质，该玻璃基质其中有孔，用于放置光纤；和另一基质，该基质被刻蚀以便形成被高起支架包围的凹陷区，所述支架被粘合到位置上以便凹陷区在孔轴上方，其特征在于另一基质的刻蚀深度大于10μm。
本发明的其他优选和任选特征将通过下面的描述和说明书后面的权利要求书变得更清楚。
下面将参考附图，仅以举例方式进一步描述本发明，其中：
图1是根据本发明一个实施例的传感器的简要视图；
图2是用于图1所示传感器中的传感腔的简要视图；
图3是根据本发明的传感器的另一个实施例的简要视图；
图4a和4b示出用于图2所示的传感头中的传感器光阑的截面图；
图5示出了制造诸如图2所示的传感头过程中把光纤固定在毛细管中的方法；
图6示出把诸如图4a和4b所示的光阑安装在诸如图2所示的传感头中的一种方法；
图7示出了制造诸如图2所示的传感头过程中把光纤固定在毛细管中的另一种方法；
图8示出把光阑安装在传感头中的另一种方法；
图9示出把光阑安装在传感头中的又一种方法；以及
图10示出根据本发明又一个实施例的传感器。
图1示意性示出基于集成干涉仪即由单个基质上的适当结构形成的干涉仪的白光测量系统。来自宽波段光源1的光被输入到光纤2中并经过光纤Y结点3传播到压力传感头4。从传感头4返回的干涉信号被集成在基质6上的处理干涉仪分析，而且光探测器9提供表示传感压力的输出。在实际的实施例中，光源和光探测器可以互换。然而，为简单起见，本说明书的其余部分将假设它们的布局如图1所示。
白光传感系统是使用宽波段光源的系统，该宽波段光源在由它的谱宽Δλ确定的波长范围内发光。光源的干涉长度lc与它的谱宽紧密相关，并由近似关系式lc～λpeak 2/Δλ给出，λpeak是发光波段的中心波长。通常，在1.3μm附近发光的超亮度二极管(SLD)的Δλ在30nm至50nm范围内，相应地产生55μm和35μm之间的短相干长度。
图2示出了传感头的简要图。它包括一个实质上由两个连接到光纤2的反射界面10和11构成的光学腔。如果施加外部压力p这两个界面之间的距离d变化。在它的最简单形式中，界面10由光纤-空气界面形成，界面11由响应施加压力反射的光阑形成。发送至传感头的部分光在第一界面10被反射回来。剩余的光在第二界面11被反射，然后再次进入光纤2。因此，在从传感头返回的这两个光束之间形成光程差OPDs=2d。由施加压力导致的距离变化Δd在两个光束之间已经存在相位差φ0=2π2d/λpeak的基础上产生附加相移Δφ=2πΔd/λpeak。然而，当它们再次在光纤端部重合时彼此不再干涉，因为OPDs故意设计为实质上大于光源的干涉长度lc。为了满足这一条件，实际中OPDs大约比相干长度大三倍就足够了，导致最小OPDs在90μm和150μm之间。这一设计的结果是由施加压力产生的两个光束之间的附加相移Δφ不能仅使用该单一干涉仪(传感干涉仪)恢复。
为了理解白光干涉测量的优点，考虑波长范围是有益的。在通过OPDs＞＞lc的传感干涉仪之后，来自宽波段光源的光含有许多与对应波长处的相长或相消干涉有关的最大值和最小值。把这称为通道谱。OPDs的变化将引起干涉条件的变化，导致整个通道谱波长移动。因此，信号信息被在波长范围内编码，而且系统中的任何强度波动不影响测量结果。
通过把传感干涉仪的输出输入到OPDp基本上等于传感干涉仪的OPDs(|OPDp-OPDs|＜＜lc)的第二干涉仪(处理干涉仪)，可以使得两个光束的一部分再次同相。如果处理干涉仪与传感干涉仪的OPD基本上相同，产生最大传输。由于所使用的光源的有限干涉长度，对条件OPDs=OPDp的任何偏离将导致清晰度降低，直到对于|OPDp-OPDs|＞＞lc降低为零。该结果是高斯包络线下的正旋条纹图样，最大值(中心条纹)出现在OPDp=OPDs处。
为了保持信号输出具有足够高的清晰度，差值OPDp-OPDs通常应该小于大约5μm。
两个OPD匹配对于传感器有效操作是重要的。因为处理干涉仪和传感头的安装是两个独立的过程，能够高精度地分别控制两个单元的OPD是十分重要的。
OPDp的控制可以通过使用(例如)如图1所示以在光学芯片6上集成的形式形成的马赫泽德干涉仪实现。集成马赫泽德干涉仪由包括Y结点的集成波导7、集成相位调制器8和用于把光纤耦合到集成波导7上的器件5构成。
适当的集成干涉仪的进一步细节在申请人的共同待审申请GB9623762.3(公开号GB2319335A)和PCT/GB97/03144(公开号WO98/22775)及WO95/08787和WO97/42543中提到的其他申请中给出。
通过使用集成形式确保能够非常精确地确定马赫泽德干涉仪的OPDp。典型地，通常能够实现小于2至3μm的OPDp变化。这一精度能够在生产中实现，而且可重复性高。
在传感器的最佳实施例中，光源1和探测器9也集成在同一芯片上，这种结构的简要布局示于图3中。
具有在生产过程中能够重复的精确确定的OPDs的传感头4的制造也需要特别注意。例如，对于传感压力的光纤Fabry-Perot腔已经证实使用两端涂有TiO2膜的一部分光纤形成低反射镜。该部分然后接合在线光纤上。在这一结构中难以确定和反复制造精度为几微米固定值的OPD。类似地，金属光阑也可以在压力传感头腔中使用，但是它们在生产条件下不能够保持高精度的腔长度。因此制造具有精确确定和可再现OPDs的传感头是本发明的重要部分。
本发明的重要目的是描述光学压力传感头，该传感头能够重复和精确地制成特定的OPDs，以便它们可以用于使用集成处理干涉仪的白光测量系统中，如上所述。本发明利用已经成熟的硅精密加工技术制造特定几何尺寸和压力灵敏度的光阑。该技术与把光阑固定在光纤前面的方法相结合以便形成要求OPDs的传感腔。硅由于它的优良机械性能在机械工程应用领域广泛使用。它在加工过程中具有高度的尺寸控制性，可以在圆片规模上制造，能够以低成本批量生产。
制造光阑是从至少一面剖光的厚度tw适当的硅片开始的。通常使用对硅具有不同程度的选择性和各向同性或各向异性刻蚀性能的许多化学试剂(湿刻蚀剂)。例如，使用各向异性的刻蚀剂，诸如氢氧化钾，刻蚀表面(100)的速率大约比表面(111)快400倍。这样导致对于(100)方向的薄片形成具有54.74°特征角的结构。使用诸如氧化硅或氮化硅材料的适当掩膜技术与不同的刻蚀剂结合使设计很灵活。图4是光阑12的侧视图，光阑12是由从它的剖光面14一面刻蚀硅片形成的。
应用白光的一个关键点是对于给定的刻蚀剂硅刻蚀速率由处理条件精确确定。结果，在生产条件下刻蚀深度d容易控制在小于大约1至2μm精度。各向异性湿刻蚀技术提供高表面质量的平面11，该平面11不需任何进一步处理就可以用做形成Fabry-Perot传感腔的一个界面。它的反射率由空气与硅之间的折射率差值决定。假设对于在1310nm波长处硅的折射率nsi为3.5,nair=1，表面11的反射率R=(nsi-1)2/(nsi+1)2大约为30％。形成传感腔所需要的第二界面10可以用许多不同方法提供。在下面详细讨论的具体例子中，第二反射界面与表面14平齐。因此，传感腔的OPD等于2d nair=2d，而且由于能够精确控制刻蚀深度d，这样使得能够制造具有精确预定OPDs的传感头。
不从第一空气-硅界面11反射的部分光将通过光阑的厚度t传播并在硅-空气界面13外部部分反射回来，所述界面13平行于界面11。因此，产生OPD等于2nsit的第二腔。只要2sit与传感腔OPDs的OPD有足够的差值，就对系统的性能没有什么副面影响。然而，如果光阑的设计要求光阑厚度t以便2nsit大致等于OPDs，就应该采取额外措施以便防止信号可能变坏。为了在几何限制条件内实现特定的灵敏度，可能需要这样的设计，因为光阑灵敏度主要由光阑厚度t和几何参数诸如它的直径和形状决定。通过把薄金属膜沉积在反射面11上以便提高它的反射率，从而使得第二腔中的光量最小，能够避免第二腔的副面影响。
选择金属应该考虑以下几点。金属在考虑的波长范围内应该具有足够高的反射系数，它应该可靠地附着在硅上，而且它的表面不应该因时间或在恶劣的工作条件下诸如高温而变坏。一个适当的选择是铬，铬在1310nm波长区内将把表面11的反射率提高大约60％。这样能够有效地抑制第二腔对系统性能产生的不良影响。最小金属厚度由金属的“薄膜”效应确定。只要沉积厚度超过薄膜深度，随着厚度增加就获得恒定反射系数。在铬的情况下，沉积厚度大约为300nm就足够了。使得金属层过厚改变光阑的机械性能，而且附着失败的可能性提高。
把金属膜沉积在表面11上的其他优点是有益于系统的整体分辨率。通常，基于白光干涉测量的光学测量系统的分辨率受由于探测器接收的光功率的水平低而产生的噪声的限制。实现较高系统分辨率的一个方法是提高从传感腔反回的光量。因此涂敷在光阑内部的金属将提高表面11的反射率，因此产生较高的信噪比。
应该理解上面的讨论并不限于图4a所示的特定光阑设计，对于其他精细加工设计也是有效的。具体地，能够从两面刻蚀硅片，从而通过对于给定光阑直径和固定刻蚀深度d降低有效光阑厚度t来改变灵敏度。双刻蚀光阑的简图示于图4b中。结果，该附加设计参数允许改变光阑的灵敏度，而不需要改变传感腔的OPDs。
本发明中描述的光学压力传感器是基于图2简要示出的法布里-伯罗(Fabry-Perot)型腔。下面的讨论是有关提供传感腔的第二表面10的许多方法的。这些选择确保该表面10精确定位，以及刻蚀深度d的高精度，这样提供白光系统正常工作所需要的压力传感腔的精确预定OPDs。例1
在这种情况下，光纤2的连接到传感头的端面作为传感腔的第二反射界面10。平的空气-玻璃界面通过抛光至光学级别光洁度形成，根据R=(nGlass-1)2/(nGlass+1)2产生大约为3.5％的反射率，nGlass=1.45是光纤的折射率。为了抛光光纤和把它安装在光阑的前面，需要辅助支撑元件。该元件由内径为大约126μm至128μm的玻璃微毛细管15提供，以便适合于标称直径为125μm的标准单模光纤(见图5)。光纤通过适当的低粘度粘合剂安装在微毛细管内，以便在光纤与毛细管之间提供足够的粘结。最好使用在后端具有圆锥形孔16的微毛细管，通过所述孔16可以容易地插入光纤和粘合剂。此外，所述孔可以用粘合剂17填充以便保护光纤。抛光组装后的光纤-毛细管组件将确保抛光后的光纤端部10与毛细管的抛光端面18平齐。故意使得光纤与微毛细管之间的粘合线19薄以确保在抛光过程中对光纤端面的损害最小。如果粘合线相当厚，抛光处理将导致在光纤和毛细管中产生应力，导致在光纤中形成裂纹。这样将损害光纤的光导特性和使得传感腔不能使用。
通过把硅光阑直接安装在微毛细管上，如图6所示，传感腔的两个反射镜10和11之间的距离(从而OPDs)由硅光阑的刻蚀深度d精确确定。安装技术的两种可能方式将在下面详细解释。
通常，安装在微毛细管内的光纤经历一定程度的由温度引起的相对于毛细管的运动，主要是由于光纤与毛细管之间的热膨胀系数可能不匹配。根据所经历的温度变化，通常运动在纳米至大约一微米的范围内。只要热引起的漂移与压力变化的时间量程相比小，这就不成为问题。然而，对于静态或准静态压力测量任何热引起的光纤位置漂移都被系统认为压力变化，因此最后产生温度曲线交叉灵敏度形式的测量误差。如果需要动态压力传感器在非常大的温度范围内工作这也将成为问题，因为有关的漂移可能超过处理干涉仪的跟踪范围。为了使得该漂移影响最小，光纤被刚性固定在毛细管的前端。这可以通过利用(例如)激光器或者定位加热元件局部加热毛细管，并允许毛细管沿着长约几毫米的有限部分20皱折实现。然后微毛细管被后部抛光直到到达皱折部分，如图7所示。以这种方式，由于光纤与毛细管之间的热不匹配导致的任何运动将在毛细管的后端发生，即在圆锥附近，使得反射面10的位置与毛细管前端面18平齐。用于圆锥的粘合剂17在固化之后应该有一定的柔软性，以便屈服于有关的小运动并且同时仍保护光纤。这样，避免在光纤中形成显著的应力水平。
到目前为止关于用于微毛细管的玻璃类型的唯一要求是它要适合于抛光。然而，如果微毛细管由PYREX或硼硅酸盐玻璃制成，那么可以利用已知的阳极接合技术以便把硅光阑固定在玻璃微毛细管上，即把表面14粘合在表面18上。阳极接合在硅精细加工领域广泛应用并提供强有力、可靠和气密接合。它结合热和静电技术，借助于静电场产生高温。将要接合的硅和玻璃表面必须足够干净和平整。由于前面的处理步骤所需要的表面光洁度在该安装过程中自动保证。具有一个或两个抛光面的硅片可以买到，而且进行微毛细管前面18的抛光以便获得平的光纤端部。因此，除了清洁两个表面以外，对于阳极接合处理的准备不需要附加步骤。例2
在此种情况下，利用附加的薄的平的透明盖板21以便提供传感腔的第二反射界面10。它由上平板界面形成，如图8所示。然后该组件被固定到用于把光纤2保持在位置上的微毛细管15上。这一结构产生两个主要优点。首先，传感腔的OPDs仅由光阑的刻蚀深度精确确定。光纤在微毛细管内部的可能移动将不改变OPDs。其次，光阑-平板组件可以在圆片水平制造。例如，薄板可以由具有抛光表面的硼硅酸盐玻璃薄片形成，硼硅酸盐玻璃薄片可以在市场上买到。这样的薄片可以阳极接合到已经刻蚀有光阑的硅片上。
附加透明平板产生附加腔，该附加腔类似于如上所述由硅光阑本身形成的腔。为了使可能的不良影响最小，除了光阑11内部的任选金属涂层以外，可以在平板21的上表面22施加反射涂层23。而且，也可以在平板21的下边施加防反射(AR)涂层24。最好在圆片规模水平施加这些涂层。
在把光阑-平板组件切割为小块之后，可以把它们安装到空微毛细管上。然后把光纤插入毛细管内并通过适当的粘合剂固定。为了确保适当的光学性能，只有光纤必须劈开，因为光纤端面不再是腔的一部分。这样省去了抛光在后端含有光纤线的毛细管的劳动强度大的步骤或者毛细管。
第二种选择的不同实现方式是利用硅片代替玻璃片形成附加平板21。把含有光阑的硅片粘到薄片21上是通过硅熔接实现的，已知硅熔接能够强有力、可靠地粘接。通常，硅熔接与在大约300℃进行的阳极接合比较需要更高的处理温度。然而，因为光阑-平板组件是在没有光纤的情况下制造的，这并不是缺点。使用硅片的优点是可以通过阳极接合把光阑-平板组件固定到硼硅酸盐微毛细管上，避免在这一阶段使用粘合剂。因为阳极接合技术依赖于玻璃-硅界面上的良好电接触，在这种情况下任选的AR-涂层24应该凹进少量。原因是AR涂层通常是由电绝缘的介质膜组合形成的。在沉积AR涂层和阳极接合到毛细管15上之前通过在适当位置刻蚀硅片21(见图9)容易地形成槽25。
在下面的讨论中将描述硼硅酸盐微毛细管的使用。或者，也可以使用石英微毛细管。石英玻璃容易抛光，而且石英毛细管与硅片之间的固定可以通过已知的熔接方法进行。类似于阳极接合，熔接能够强有力而且可靠接合，但是需要在一个(或两个)相应表面上沉积附加金属薄膜(例如金)以便容易接合。
最后，把光纤安装在硅光阑前面的一种不同方法是利用焊接用玻璃。焊接用玻璃在电子工业广泛用于密封的目的，提供强力粘合和高可靠性。该方法取代了把光纤固定到微毛细管中的必要。不使用单独的玻璃毛细管，光纤周围的玻璃管利用焊接玻璃形成。焊接玻璃在加热时软化，而且在足够高的温度开始流动而且性能类似于液体。因此，可以使得焊接玻璃流入圆柱体形状。可以买到各种不同性能的玻璃粉末，或者可以设计或专门制造。通过适当选择可以使光纤与焊接玻璃之间的热膨胀系数差最小。这样，光纤被刚性固定到玻璃铸模上。然后把该组件抛光以便提供传感腔的第二表面10。如果利用适当类型的焊接玻璃可以把硅光阑阳极接合到抛光的组件上。
也可以使用焊接玻璃代替如前所述用于把光纤固定到单独提供的微毛细管内的粘合剂。
应该理解上面描述的传感器依赖于精确制造集成处理干涉仪和传感干涉仪以便OPDp和OPDs精确匹配。在制造Fabry-Perot传感腔过程中利用刻蚀或精细加工硅以前已经提出，但是仅仅与具有显著缺点的结构结合，诸如有限的动态范围、对连接到传感头及光源和/或探测器的光纤中的损耗敏感、及相对小的信号波段。通过结合使用集成处理干涉仪传感头和精确制造和这些问题得以解决，所述传感头使得能够使用白光处理技术，如上所述。而且，应该理解上述传感器适合于批量生产。
应该理解本发明并不限于测量压力。更概括地说，任何改变OPDs的环境变化都可以测量，对于其他被测量产生所述系统的详细优点。
例如，利用例如由粘合到玻璃毛细管15上的平板12形成的传感腔能够进行温度传感，所述玻璃毛细管中固定有光纤2。在这种情况下，腔的反射面由平板12的两个表面11A、13A提供。环境温度的变化将改变硅的折射率，从而改变在外表面11A反射的光束的光路长度。硅刻蚀或精细加工可以用于在与光纤相对的外表面上刻蚀适当的槽，以便余下的平板厚度tp等于需要的OPDs=2nsitp。如前所述，OPDs由刻蚀深度精度确定。
测量温度的另一种方法将具有与图6、8或9所示类似的传感头结构，其中使平板12足够厚以便由于平板12的凸起支架随着温度变化而膨胀或收缩引起的光学腔的距离d膨胀或收缩。
Claims (33)
1、一种传感系统，包括：至少一个相干长度为lc的宽波段光源；
传感干涉仪，包括彼此之间光程差为OPDs的第一和第二光路，第二光路经历与传感干涉仪附近的参数有关的变化；
传感干涉仪光学连接到光源和处理干涉仪上，所述处理干涉仪包括彼此之间光程差为OPDp的第三和第四光路；
其特征在于：
传感干涉仪包括由制成限定OPDs的第一基质形成的光阑；
处理干涉仪集成在制成限定OPDp的第二基质上；
OPDs和OPDp二者均大于lc，而且OPDs和OPDp之间差值的绝对值小于lc。
2、如权利要求1所述的系统，其中在形成光阑的第一基质的至少一面上刻蚀或精细加工一个槽，光程差OPDs基本上由槽的深度决定。
3、如权利要求1或2所述的系统，其中所述第一基质是硅。
4、如权利要求1、2或3所述的系统，其中所述传感干涉仪通过一根或多根光纤连接到光源和/或处理干涉仪上。
5、如权利要求4所述的系统，其中传感干涉仪上的光纤端部安装在基质的孔内部，而且光阑安装在所述基质的端面上或安装在此的透明平板上。
6、如前述权利要求中任何一项所述的系统，其中所述光阑被刻蚀以便具有由凸起支架包围的中心凹陷传感区，所述支架被粘合在位置上以便中心凹陷区在孔轴的上方，所述光阑提供形成所述传感干涉仪的第二光路一部分的反射面。
7、一种传感器，包括：玻璃基质，该玻璃基质其中有孔，用于放置光纤；和另一基质，该基质被刻蚀以便形成被凸起支架包围的凹陷区，所述支架被粘合到位置上以便凹陷区在孔轴上方，其特征在于另一基质的刻蚀深度大于10μm。
8、如权利要求5至7中任何一项所述的系统，其中所述包括孔的基质是管或套筒。
9、如权利要求5至8中任何一项所述的系统，其中所述基质、管或套筒是硼硅酸盐玻璃或石英玻璃。
10、如权利要求5至9中任何一项所述的系统，其中所述孔包括光纤能够支撑在上面的阻挡块，所述孔是通孔。
11、如权利要求5至10中任何一项所述的系统，其中所述孔是盲孔，所述孔的端面具有光纤能够支撑在上面的阻挡块。
12、如权利要求5至11中任何一项所述的系统，其中所述透明平板是硅或硼硅酸盐玻璃或石英玻璃的。
13、如权利要求5至12中任何一项所述的系统，其中所述光学腔在所述光纤端部和光阑或者透明平板和光阑之间形成。
14、如权利要求5至13中任何一项所述的系统，其中所述光纤通过粘合剂、焊接玻璃、机械夹持或通过加热孔周围的基质使之皱折固定在孔内部。
15、如权利要求5至14中任何一项所述的系统，其中在所述光纤和在孔的自由出口处包围所述孔的基质之间提供柔软密封剂。
16、如权利要求5至15中任何一项所述的系统，其中所述固定限于所述基质、或管或套筒内部最靠近光纤端部的部分光纤。
17、如权利要求5至16中任何一项所述的系统，其中所述光阑通过阳极接合或熔接粘合到管的端面上或安装在此的透明平板上。
18、如权利要求10至17中任何一项所述的系统，其中形成所述腔的一个或两个界面的反射率通过在上面提供反射涂层来提高。
19、如前述权利要求中任何一项所述的系统，其中所述包括处理干涉仪的基质是硅或硅-绝缘体或硅-硅。
20、如前述权利要求中任何一项所述的系统，其中所述处理干涉仪是马赫-泽德或迈克尔逊干涉仪。
21、如前述权利要求中任何一项所述的系统，其中所述宽波段光源集成在包括处理干涉仪的基质上。
22、如前述权利要求中任何一项所述的系统，其中所述光探测器集成在包括处理干涉仪的基质上。
23、如前述权利要求中任何一项所述的系统，其中所述宽波段光源是超亮度二极管。
24、如前述权利要求中任何一项所述的系统，其中所述宽波段光源的相干长度lc在35-55μm范围内。
25、如前述权利要求中任何一项所述的系统，其中所述OPDs在100-160μm范围内。
26、如前述权利要求中任何一项所述的系统，其中OPDs与OPDp之间的差为5μm或更小。
27、一种光学传感系统，基本上如前面参考附图所描述的一样。
28、如前述权利要求中任何一项所述的传感系统，设置成传感内燃机内部的压力。
29、一种制造用作如前述权利要求中任何一项所述的光学传感系统中的传感干涉仪的光学腔的方法，该方法包括如下步骤：在第一基质上精细加工或刻蚀一个槽以便形成光阑；把光纤的一端固定在管、套筒或其他基质内的孔内部；光学抛光光纤和管的端面，并通过阳极接合或熔接把光阑粘接到管的所述端面，以便在光阑和光纤的所述端面之间形成光学腔，光学腔的长度基本上由所述槽的深度确定。
30、一种制造用作如权利要求1-28中任何一项所述的传感系统中的传感干涉仪的光学腔的方法，该方法包括如下步骤：在第一基质上精细加工或刻蚀一个槽以便形成光阑；通过阳极接合或熔接把光阑粘接到透明平板的一个面上，以便在它们之间形成光学腔，光学腔的长度基本上由所述槽的深度确定；把所述透明平板的另一面粘合到管、套筒或其他基质的端面上；并把光纤的一端固定在管、套筒或其他基质内。
31、一种传感器，包括：相干长度为lc的宽波段光源；传感干涉仪，具有第一和第二光路，来自光源的光沿着所述第一和第二光路传播，它们之间的光程差OPDs小于lc，一个光路经历与要传感的参数有关的变化，以便与该参数有关的信息编码为沿着第一和第二光路传播的光干涉形成的干涉信号；处理干涉仪，连接成接收来自所述传感干涉仪的干涉信号并具有长度不同的第三和第四光路，光程差为OPDp；传感和处理干涉仪制成使得OPDs和OPDp每个以类似的精度形成，以便能够彼此精确匹配，从而处理干涉仪能够从所述干涉信号解码与传感参数有关的信息。
32、如权利要求31所述的传感器，其中所述测量参数是压力。
33、如权利要求31所述的传感器，其中所述测量参数是温度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |