一種光纖光柵傳感器制造技術

本實用新型專利技術提供的一種光纖光柵傳感器，包括彈性厚膜片、管路接頭、微結構測壓光纖光柵、微結構溫補光纖光柵，彈性厚膜片包括上平面和向下開口的凹面法蘭，上平面中部徑向固定有微結構測壓光纖光柵，邊緣部位固定有微結構溫補光纖光柵。凹面法蘭與管路接頭連接，管路接頭與凹面法蘭之間構成的空腔用于容納從管路接頭流入的待測液體。微結構測壓光纖光柵和微結構溫補光纖光柵的纖芯采用大尺寸圓孔結構。本實用新型專利技術提供的一種光纖光柵傳感器，大大提高光纖寫入效率，降低散射損耗。利用對稱角度寫入方法來保證光柵寫入場的對稱性，從而有效地改善單側寫入過程引起的橫截而折射率分布不均勻問題和光纖光柵寫入過程中產生的雙折射問題。

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于光纖光柵
，具體涉及一種新型的大尺寸圓孔式微結構光纖光柵傳感器。
技術介紹
光纖光柵傳感器屬于光纖傳感器的一種，基于光纖光柵的傳感過程是通過外界物理參量對光纖布拉格波長的調制來獲取傳感信息，是一種波長調制型光纖傳感器。由于光柵光纖具有體積小、熔接損耗小、全兼容于光纖、能埋入智能材料等優點，并且其諧振波長對溫度、應變、折射率、濃度等外界環境的變化比較敏感，因此在光纖通信和傳感領域得到了廣泛的應用。然而，傳統的光纖光柵傳感器纖芯大都采用周期性小氣孔結構，寫入技術日前仍存巨大的技術挑戰，這是因為空氣孔阻礙了光有效藕合進入纖芯區域，導致微結構光纖光柵寫入過程中的高散射，這極大地影響了光柵寫入效率和寫入質量，當寫入光束從外側寫入光柵時，極易產生高寫入散射現象。
技術實現思路
本技術所要解決的是現有光纖光柵傳感器寫入過程產生的高散射的技術問題，提供一種大尺寸圓孔式氣孔的微結構光纖光柵傳感器，避免寫入過程中小孔陣列帶來的高寫入散射現象。為了解決本技術的技術問題，本技術是通過以下技術方案實現的：一種光纖光柵傳感器，包括彈性厚膜片1、管路接頭2、微結構測壓光纖光柵3、微結構溫補光纖光柵4，所述彈性厚膜片1包括上平面11和向下開口的凹面法蘭12，所述上平面11中部徑向固定有微結構測壓光纖光柵3，上平面11邊緣部位固定有微結構溫補光纖光柵4；所述凹面法蘭12與所述管路接頭2連接，所述管路接頭2與所述凹面法蘭12之間構成的空腔用于容納從所述管路接頭2流入的待測液體；所述彈性厚膜片1與所述凹面法蘭12組合形成保護裝置，所述保護裝置套在所述彈性厚膜片1外部，并與所述管路接頭2密封連接，所述微結構測壓光纖光柵3和微結構溫補光纖光柵4的纖芯采用大尺寸圓孔5結構。優選地，所述微結構測壓光纖光柵3和微結構溫補光纖光柵4的纖芯采用三個大尺寸圓孔5結構，用大尺寸圓孔5結構來取代部分周期性氣孔，寫入光束可以通過所述大尺寸圓孔5區域而非周期性小氣孔區域進入光纖纖芯摻雜區域進行光柵寫入，這樣將大大降低微結構光纖光柵周期性氣孔產生的散射損耗，有利于提高光柵寫入效率。優選地，所述大尺寸圓孔5結構利用對稱角度寫入方法放置，利用對稱角度寫入方法來保證光柵寫入場的對稱性，從而有效地改善單側寫入過程引起的橫截而折射率分布不均勻問題和光纖光柵寫入過程中產生的雙折射問題。優選地，所述大尺寸圓孔5直徑為1.0mm~1.5mm，可根據光纖光柵傳感器尺寸大小調整。優選地，所述大尺寸圓孔5內加入折射率為1.5~1.8的液體作為微透鏡，填充適當折射率匹配液的大尺寸圓孔也可起到微透鏡作用，有助于進一步提高寫入效率，有助于進一步提高光束寫入纖芯區域的能量比例。優選地，所述微透鏡焦點處于纖芯摻雜區域中心位置，使寫入光會聚至纖芯摻雜區域，促成高能量激發光聚焦在纖芯部分，有助于對光纖光柵寫入進行優化。與現有技術相比，本技術獲得的有益效果是：本技術提供的一種光纖光柵傳感器，利用填充適當折射率流體的大尺寸圓孔結構來代替現在常用的光柵中部分周期性小氣孔。當寫入光束從外側寫入光柵時，一方面會避免傳統周期性氣孔結構帶來的高寫入散射問題；另一方面大尺寸圓孔也將起到微透鏡作用，有助于進一步提高光束寫入纖芯區域的能量比例。本技術提供的一種光纖光柵傳感器，大大提高光纖寫入效率，降低散射損耗。利用對稱角度寫入方法來保證光柵寫入場的對稱性，從而有效地改善單側寫入過程引起的橫截而折射率分布不均勻問題和光纖光柵寫入過程中產生的雙折射問題。附圖說明圖1是一種光纖光柵傳感器結構示意圖。圖2是三個大尺寸圓孔微結構光纖光柵傳感器切面圖。圖3是彈性膜片結構示意圖。附圖標記：1、彈性厚膜片；11、上平面；12、凹面法蘭；2、管路接頭；3、微結構測壓光纖光柵；4、微結構溫補光纖光柵；5、大尺寸圓孔。具體實施方案下面結合附圖和實施例，對本技術作進一步說明。參見附圖1至附圖3，一種光纖光柵傳感器，包括彈性厚膜片1、管路接頭2、微結構測壓光纖光柵3、微結構溫補光纖光柵4，所述彈性厚膜片1包括上平面11和向下開口的凹面法蘭12，所述上平面11中部徑向固定有微結構測壓光纖光柵3，上平面11邊緣部位固定有微結構溫補光纖光柵4；所述凹面法蘭12與所述管路接頭2連接，所述管路接頭2與所述凹面法蘭12之間構成的空腔用于容納從所述管路接頭2流入的待測液體；所述彈性厚膜片1與所述凹面法蘭12組合形成保護裝置，所述保護裝置套在所述彈性厚膜片1外部，并與所述管路接頭2密封連接，所述微結構測壓光纖光柵3和微結構溫補光纖光柵4的纖芯采用大尺寸圓孔5結構。進一步地，所述微結構測壓光纖光柵3和微結構溫補光纖光柵4的纖芯采用三個大尺寸圓孔5結構，用大尺寸圓孔5結構來取代部分周期性氣孔，寫入光束可以通過所述大尺寸圓孔5區域而非周期性小氣孔區域進入光纖纖芯摻雜區域進行光柵寫入，這樣將大大降低微結構光纖光柵周期性氣孔產生的散射損耗，有利于提高光柵寫入效率。進一步地，所述大尺寸圓孔5結構利用對稱角度寫入方法放置，利用對稱角度寫入方法來保證光柵寫入場的對稱性，從而有效地改善單側寫入過程引起的橫截而折射率分布不均勻問題和光纖光柵寫入過程中產生的雙折射問題。進一步地，所述大尺寸圓孔5直徑為1.0mm~1.5mm，可根據光纖光柵傳感器尺寸大小調整。進一步地，所述大尺寸圓孔5內加入折射率為1.5~1.8的液體作為微透鏡，填充適當折射率匹配液的大尺寸圓孔也可起到微透鏡作用，有助于進一步提高寫入效率，有助于進一步提高光束寫入纖芯區域的能量比例。進一步地，所述微透鏡焦點處于纖芯摻雜區域中心位置，使寫入光會聚至纖芯摻雜區域，促成高能量激發光聚焦在纖芯部分，有助于對光纖光柵寫入進行優化。采用大尺寸圓孔5來取代部分周期性氣孔，寫入光束可以通過該大尺寸圓孔5區域而非周期性小氣孔區域進入光纖纖芯摻雜區域進行光柵寫入，大大降低微結構光纖光柵周期性氣孔產生的散射損耗，有利于提高光柵寫入效率。大尺寸圓孔5內加入一定折射率值的液體后，該大尺寸圓孔5又可以起到會聚透鏡的作用，改變液體折射率相當于改變該等效微透鏡的焦點，選擇適當的折射率值可以使微透鏡焦點處于纖芯摻雜區域，從而使寫入光會聚至纖芯摻雜區域，這將促成高能量激發光聚焦在纖芯部分，也有助于我們對光纖光柵寫入進行優化。并且大尺寸圓孔5光纖光柵仍保留了相當部分的微氣孔結構，也就相應保留了微結構光纖的靈活的特性設計能力。以上列舉的僅是本技術的具體實施例之一。顯然，本技術不限于以上實施例，還可以有許多類似的改形。本領域的普通技術人員能從本技術公開的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本技術所要保護的范圍。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種光纖光柵傳感器，其特征在于：包括彈性厚膜片（1）、管路接頭（2）、微結構測壓光纖光柵（3）、微結構溫補光纖光柵（4），所述彈性厚膜片（1）包括上平面（11）和向下開口的凹面法蘭（12），所述上平面（11）中部徑向固定有微結構測壓光纖光柵（3），上平面（11）邊緣部位固定有微結構溫補光纖光柵（4）；所述凹面法蘭（12）與所述管路接頭（2）連接，所述管路接頭（2）與所述凹面法蘭（12）之間構成的空腔用于容納從所述管路接頭（2）流入的待測液體；所述彈性厚膜片（1）與所述凹面法蘭（12）組合形成保護裝置，所述保護裝置套在所述彈性厚膜片（1）外部，并與所述管路接頭（2）密封連接，所述微結構測壓光纖光柵（3）和微結構溫補光纖光柵（4）的纖芯采用大尺寸圓孔（5）結構。

【技術特征摘要】
1.一種光纖光柵傳感器，其特征在于：包括彈性厚膜片（1）、管路接頭（2）、微結構測壓光纖光柵（3）、微結構溫補光纖光柵（4），所述彈性厚膜片（1）包括上平面（11）和向下開口的凹面法蘭（12），所述上平面（11）中部徑向固定有微結構測壓光纖光柵（3），上平面（11）邊緣部位固定有微結構溫補光纖光柵（4）；所述凹面法蘭（12）與所述管路接頭（2）連接，所述管路接頭（2）與所述凹面法蘭（12）之間構成的空腔用于容納從所述管路接頭（2）流入的待測液體；所述彈性厚膜片（1）與所述凹面法蘭（12）組合形成保護裝置，所述保護裝置套在所述彈性厚膜片（1）外部，并與所述管路接頭（2）密封連接，所述微結構測壓光纖光柵（3）和微結構...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張麗娜，李鳳臣，余祥，何春鋒，郭耀文，胡逸捷，舒婷，邱立冬，彭慈德，
申請(專利權)人：東華理工大學，
類型：新型
國別省市：江西;36