具体实施方式

为使本发明的目的、原理、技术方案和优点更加清晰明白，以下将结合具体实施例，并参照附图对本发明做详细的说明。

实施例1

本发明提供了一种反射式光纤振动探测器及其制备方法，如图2所示，包括固定部1、光纤2、容器3、透明软胶部4。透明软胶部4的材料为聚酰胺弹性体、聚烯烃弹性体、聚氨酯弹性体、透明起泡胶中的一种；固定部1的材料为可固化的粘合剂材料，具体地，固定部1的材料为紫外胶、硅酮胶、聚氨酯胶中的一种；容器3的材料为非刚性材料，具体地，容器3的材料为PVC软板，PVC软板的原料为聚氯乙烯；透明软胶部4、固定部1、容器3的材料之间不发生化学反应。透明软胶部4和固定部1均在容器3内部，透明软胶部4置于容器3底部，固定部1置于透明软胶部4上方，固定部1置于上方，有利于固定光纤2，容器3与透明软胶部4之间和透明软胶部4与固定部1之间均紧密接触，这样探测器不受空气影响。固定部1内有一纵向贯穿的孔，孔的形状和尺寸与光纤2匹配，以便光纤2穿过该孔，光纤2与固定部1粘合固定连接，防止光纤2晃动。图1为本发明振动探测器的实物图。

制备方法如下：首先，裁剪完全相同的两块非刚性材料板；然后，将两块非刚性材料板相对放置，粘合其底边与两侧边，上边不粘合，制备好容器3；再然后，将透明软胶由上端开口注入容器3，注入过程同时挤压出透明软胶中的空气，使其与非刚性材料板容器3的器壁紧密接触；最后，待透明软胶上表面水平，将光纤2竖直插入透明软胶，在容器3剩余空间内填充可固化的粘合剂，待其固化，振动探测器制备完成。

应用时，固定部1外部的容器壁粘合固定在固定物上，如支架、墙壁等。振源作用在透明软胶部4外周的容器3器壁外表面上任意位置，优选地，振源作用在容器3的底部，振源与容器3的器壁粘合固定连接，激光器发出的激光经过一光纤环形器进入光纤2，从光纤2的端口射入透明软胶部4，经透明软胶部4反射，激光进入光纤2，再经光纤环形器，由另一个端口连接进入光谱仪，最终进入光电探测器，得到反射光谱。振源作用在容器3上，容器3发生形变，进而透明软胶部4发生形变，而透明软胶部4在空间上被限制，故透明软胶部4会发生挤压或拉伸，这导致其密度发生变化，即对激光的折射率发生变化，从而反射激光的强度和波长发生变化，改变了反射光谱。振动会引起反射光谱的变化，反射激光强度的变化导致反射光谱上峰或谷强度的改变，反射激光波长的变化导致反射光谱上峰或谷位置的变化。透明软胶材料容易形变，对振动的探测准确度较高，本发明依据反射光谱判断振源的振动，光谱探测较为灵敏，故本发明探测器的灵敏度较高。另外，本发明中振源可以作用在透明软胶部4外周的容器3器壁外表面上任意位置，这增强了探测器的是适用性。

实施例2

在实施例1的基础上，光纤2可以为单模石英光纤、多模石英光纤、塑料光纤中的一种。单模石英光纤包层较厚，容易对其进行改造；多模石英光纤能够传输多种模式的激光，方便收集更多模式的反射激光，提高探测灵敏度；塑料光纤的芯径较大,与光源的耦合效率高,耦合进光纤的光功率大,有利于提高振动探测的范围，另外塑料光纤价格便宜，制造成本较低。使用时可以根据不同需求选择。

实施例3

在实施例2的基础上，透明软胶部4的体积大于容器3体积的二分之一，优选地，透明软胶部4的体积为容器3体积的三分之二，这样激光在透明软胶部4内能够与更多的透明软胶相互作用。光纤2竖直插入透明软胶部4，且插在透明软胶部4截面的几何中心位置，对应的固定部1中纵向贯穿孔的方向与透明软胶部4和固定部1分界平面垂直，位于固定部1的截面的几何中心，光纤2插入透明软胶部4内的距离为透明软胶部4垂直高度的1/10-1/3，这样在保证装置稳定性的前提下，使得透明软胶部4与反射光的相互作用更充分，提高稳定性与适用性。

实施例4

在实施例3的基础上，容器3的材料为PVC软板或更柔软的薄膜材料，能够根据待测要求选择合适的容器3材料。容器3的材料为PVC软板，PVC软板的原料为聚氯乙烯，其柔软程度可以根据PVC软板的厚度选择，厚度越小，柔软性越好，优选地，PVC软板的厚度小于0.5mm，这样的柔软性能够满足绝大部分探测需求；容器3的材料为更柔软的薄膜材料，振动时，对振动的衰减作用也较小，柔软薄膜的形变能够更准确地反映振源的振动情况，提高了本发明探测器的准确度。容器3的形状可以为规则形状也可以为不规则形状，优选地，容器3的形状为规则形状，更优选地，容器3的形状为长方体、球体、椭球体中的一种，能够根据探测需要，选择合适的容器3的形状和尺寸，这提高了本发明探测器的适应性。

实施例5

在实施例4的基础上，如图3所示，在透明软胶部4内设有多个贵金属颗粒5。制备时，将贵金属颗粒5与透明软胶充分混合后再执行后续步骤。掺入贵金属颗粒5后，由于贵金属颗粒具有大的反射率，激光照射在贵金属颗粒5上时，贵金属颗粒5的存在增大了进入光纤2的反射激光的强度，进而增大了光探测器接收到的光强大小。应用时，透明软胶部4发生的形变不仅改变透明软胶折射率的大小，也改变了贵金属颗粒5的空间位置，这样随着透明软胶部4的形变，激光照射到的贵金属颗粒5的数目不同，从而反射激光的强度的变化增大，即反射光谱上的峰强度变化更大，这有效地提高探测器的灵敏度。同时，贵金属颗粒5在光场作用下，会产生局域表面等离激元共振，在贵金属颗粒5处产生强的电场，反射光谱上会出现对应的谷，谷的位置对应局域表面等离激元共振波长，谷的形状及深度对应局域表面等离激元共振强度；振动时，透明软胶部4的形变改变贵金属颗粒5周围的介质环境，进而改变贵金属颗粒5局域表面等离激元共振的强度和波长，进一步地，透明软胶部4的形变还改变相邻贵金属颗粒5之间的间距，相邻贵金属颗粒5之间耦合共振的强度和波长均会变化。局域表面等离激元共振强度及波长的变化严格依赖于贵金属颗粒5的界面、间距等，所以本发明提供了又一种探测振动的方式，即探测贵金属颗粒5的共振波长和共振强度的变化，再结合贵金属颗粒5对反射激光强度的改变，多重变量探测，进一步提升本发明振动探测器的灵敏度。

实施例6

在实施例5的基础上，贵金属颗粒5为金或者银。通过调整贵金属颗粒5的尺寸、间距、形状，使其局域表面等离激元共振波长大致位于850nm或1310nm或1550nm处，这三个波长在光纤2中的传输损耗较小，大致分别为5dB/km、0.5dB/km、0.2dB/km。这样光纤2对于收集贵金属颗粒5的共振信号具有更高的精确度和更强的适应性。

实施例7

在实施例6的基础上，如图4所示，在光纤2伸入透明软胶部4部分的侧面抛磨掉一定长度的包层，为不影响光纤2的端面接收反射激光，在光纤2下端保留0.3cm-0.5cm长度的包层，所抛包层的深度可以为30μm或50μm也可以为其他深度，具体地，与光纤2的种类、规格、入射激光波长有关，保留包层的厚度小于入射激光的一个波长即可。全反射界面处的倏逝波透射进包层的深度大致为一波波长的深度，这样方便对全反射界面处的倏逝波进行调控。制备时，使用光纤抛磨机或飞秒激光器去除包层。这样一来，包层缺口处充满透明软胶与贵金属颗粒5，透明软胶与贵金属颗粒5的折射率低于光纤包层的折射率，这降低了光纤包层整体的折射率，增大了纤芯与包层间的折射率差值，增大了光纤2的数值孔径和归一化频率，提高了光纤2收集反射激光的能力和传播激光的模式数，使得激光更好地耦合到纤芯内进行传输，这有效提高了探测器的灵敏度。

倏逝波透过包层，与透明软胶部4和贵金属颗粒5发生相互作用，倏逝波的穿透深度和沿全反射界面上倏逝波的传播距离，即古森汉斯位移，均与透明软胶部4的局部折射率和贵金属颗粒5的排布密切相关。倏逝波由贵金属颗粒限制返回到纤芯中继续传输，防止了其功率的大幅度衰减。同时，振动使得透明软胶部4形变时，改变透明软胶部4的局部折射率和贵金属颗粒5的排布，从而改变倏逝波的穿透深度和古森汉斯位移，二者对反射激光强度的改变较大，进而反射光谱的改变更明显，提高探测灵敏度。倏逝波的传播强烈依赖于透明软胶部4局部的折射率和贵金属颗粒5的排布，所以本发明探测器的灵敏度很高，另外本发明通过多个因素的变化共同探测振源的振动，这提高了探测的精确度和灵敏度。另外，在倏逝波的影响下相邻贵金属颗粒5间耦合共振的变化更强，会产生新的共振峰，其强度和位置也会发生变化，提高检测灵敏度。

实施例8

在实施例7的基础上，抛磨光纤包层的深度不同，优选地，包层边界为斜坡状，即抛磨深度由上到下递增或由下到上递增。这样，竖直方向上包层的厚度不同，透射进透明软胶部4和贵金属颗粒5的倏逝波强度不同，即振动时，不同厚度包层处的透明软胶部4和贵金属颗粒5对倏逝波透射深度和古森汉斯位移的调控程度不同，对应反射光谱的强度变化不同，由此能够得到不同厚度包层对应高度处的振动信息，提高了本发明探测振动大小和位置的准确度。

实施例9

在实施例8的基础上，如图5所示，斜坡状为上窄下宽型，最窄处保留包层的厚度仅为波长的三分之一。透明软胶部4内的贵金属颗粒5在重力作用下，有向下运动的趋势，上窄下宽的斜坡状对贵金属颗粒5有明显的支撑效果，更多的贵金属颗粒附着在斜坡状包层的表面，这样贵金属颗粒5对倏逝波穿透深度和古森汉斯位移的调控更明显。

应当理解的是上述实施方式描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以权利要求书为准。