CN104677283B - 基于自组装原理的四芯光纤光栅微尺度测量探针制作方法 - Google Patents

Abstract

基于自组装原理的四芯光纤光栅微尺度测量探针制作方法属于精密仪器制造技术领域；本方法采用机械加工或氢氟酸光纤腐蚀处理的方式减小刻写光纤光栅后的单模光纤的直径，再将四根直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤穿过带有内锥角的细管中，并将下端浸没在低粘度紫外胶中，利用毛细力对其进行自组装，从而形成最紧凑的正方形结构，对自组装后的四根直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤进行紫外胶固化，制成四芯光纤光栅，在光纤研磨机上对四芯光纤光栅的端面进行研磨，采用熔融光纤法或微球安装法在四芯光纤光栅研磨端加工出一个球形针尖，完成四芯光纤光栅探针的加工；本发明光纤光栅信号无串扰，低成本，低损耗。

Description

基于自组装原理的四芯光纤光栅微尺度测量探针制作方法

技术领域

本发明属于精密仪器制造技术领域，特别涉及一种基于自组装原理的四芯光纤光栅微尺度测量探针制作方法。

背景技术

随着航空航天工业、汽车工业、电子工业以及尖端工业等的不断发展，对于精密微小构件的需求急剧增长。由于受到空间尺度和待测微小构件遮蔽效应的限制以及测量接触力的影响，微小构件尺度的精密测量越来越难以实现，尤其是测量微小内腔构件的深度难以提高，这些已然成为制约行业发展的“瓶颈”。为了实现更小尺寸测量、增加测量深度，最广泛使用的办法就是使用细长的探针深入微小构件的内腔进行探测，通过瞄准发讯的方式测量不同深度上的微小内尺寸。因此，目前微小构件尺寸的精密测量方法主要以坐标测量机结合瞄准触发式探针的探测方式为主，由于坐标测量机技术的发展已经比较成熟，可以提供精密的三维空间运动，因此瞄准触发式探针的探测方式成为微小构件尺寸探测系统设计的关键。而且，光纤光栅探针以其传感器与测量系统分立的优点，可以完全克服遮蔽效应，突破测量深度对探针的限制，同时光纤光栅探针兼具小型化、抗干扰等优点，非常适合用于制作微尺度测量探针。

目前，基于光纤光栅设计的微尺度测量探针包括以下几种：

2011年，中国哈尔滨工业大学崔继文教授和杨福铃等人提出了一种基于FBGBending的微孔尺寸测量装置及方法，该方法利用光纤光栅探针和光源、检测装置构成瞄准触发系统，配合双频激光干涉仪测长装置，可以获得不同截面的微孔直径。该方法的光纤光栅探针触测变形时，探针的主要应力不作用于光纤光栅上，系统的分辨率很低、不具有三维测量能力，性能难以进一步提高。

2014年，中国哈尔滨工业大学崔继文教授和冯昆鹏等人提出了基于多芯光纤光栅的微尺度测量装置及方法，该方法设计了特殊的多芯光纤光栅探针，使探针在与工件触测过程中产生的应力充分作用于光纤光栅上，较之前的基于FBG Bending的微孔尺寸测量装置及方法的探测分辨力有很大的提高；而且，不同的多芯光纤纤芯分布结构可以实现二维、三维测的解耦，具有良好的测量性质。但是，该方法在特殊的多芯光纤上刻写光纤光栅，一方面，多芯光纤刻写过程中会带来纤芯和纤芯间的刻写串扰问题；另一方面，购买的多芯光纤制作探针导致探针结构参数不能自主设计。

综上所述，现有的基于光纤光栅设计的微尺度测量探针中，多芯光纤光栅探针以其分辨力高、多维测量解耦的特点被广泛关注，具有很好的应用前景，但是现有的多芯光纤光栅探针主要存在以下问题：

1.考虑多芯光纤光栅探针的制作成本问题，多芯光纤只能选用光纤生产厂家的特有型号，不能根据测量要求设计特殊结构的多芯光纤以用来制作多芯光纤光栅探针。

2.在制作多芯光纤光栅探针时，需要利用准分子激光相位掩膜法在多芯光纤上刻写光纤光栅，多芯光纤的纤芯距只有几十微米，在一根多芯光纤的纤芯上刻写光纤光栅时会影响临近纤芯，产生刻写串扰，最终制成的多芯光纤光栅探针，各个纤芯中的光纤光栅反射率低且光谱扭曲严重，严重影响测量的准确性。

3.多芯光纤光栅探针在使用时，需要获取多芯光纤内每根纤芯内光纤光栅的反射光谱，因此每个多芯光纤光栅探针需要安装一个多芯光纤扇出接头实现多芯光纤每根纤芯与外部单模光纤的耦合，但是这种接头价格高昂、光损耗大，不适合多芯光纤光栅探针在微尺度测量中的推广、应用。

发明内容

本发明的目的是解决多芯光纤光栅探针应用中多芯光纤结构受生产厂家限制、刻写串扰以及扇出接头光损耗大的问题，提出了一种基于自组装原理的四芯光纤光栅微尺度测量探针制作方法，采用自组装的方式将刻写光纤光栅后的普通单模光纤制成四芯芯光纤光栅微尺度测量探针，并且可以根据测量需求，设计四芯光纤光栅微尺度测量探针的结构，而且采用该方法保证了制成的四芯光纤光栅微尺度测量探针每个信道与一根普通单模光纤连接，无需扇出接头，达到结构设计灵活、光谱信号好、光损耗小，成本低的目的。

本发明的技术方案是：一种基于自组装原理的四芯光纤光栅微尺度测量探针制作方法，所述方法包括以下步骤：

(1).减小刻写光纤光栅后的单模光纤直径

取四根长度为100～1000mm刻写光纤光栅后的单模光纤，光纤光栅栅区处于刻写光纤光栅后的单模光纤的一端30～50mm的位置，光纤光栅栅区长度为10～20mm，将刻写光纤光栅后的单模光纤靠近光纤光栅栅区的末端长度为50～80mm部分的涂覆层剥除，之后采用机械处理的方法减小刻写光纤光栅后的单模光纤剥除涂覆层部分的直径：将刻写光纤光栅后的单模光纤拉直，两端固定在同步旋转电机的固定装置上并且使将刻写光纤光栅后的单模光纤的转动轴线与同步旋转电机的转动轴线重合，在刻写光纤光栅后的单模光纤转动轴上方装有一个包裹研磨片的转轮，包裹研磨片的转轮靠近并接触刻写光纤光栅后的单模光纤并沿刻写光纤光栅后的单模光纤在剥除涂覆层部分反复匀速运动，进行磨削，同时采用显微观察系统检测刻写光纤光栅后的单模光纤剥除涂覆层部分的直径，当刻写光纤光栅后的单模光纤剥除涂覆层部分的直径减小至50～100μm时，停止磨削；用光纤切割刀将直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤上的光纤光栅栅区之后30～50mm的单模光纤切去，使光纤光栅栅区处于直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤的末端，并保光纤光栅栅区长度为5～10mm，之后放置于装有无水乙醇的超声清洗机中洗涤5～20分钟；

(2).四根直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤的自组装

准备长度10～30mm、一端有内锥角、内径为(50～100μm)×3+(1～5)μm的细管，将第(1)步处理后四根直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤从细管一端的内锥角插入，保证四根直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤端部平齐且超出细管一端5～10mm；竖直固定细管并将超出细管一端的四根直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤浸没在装有粘度小于100cp的紫外胶的玻璃杯中3～6mm，在毛细作用力下低粘度紫外胶沿着四根直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤向上运动，并使四根直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤紧紧靠近形成最紧凑的正方形结构，对四根直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤进行自组装；5～15分钟后，将细管和其中自组装后的四根直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤从紫外胶中取出，保证自组装后的四根直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤不发生错位，并用紫外胶固化光源对超出细管一端自组装后的四根直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤照射1～10分钟完成紫外胶固化，形成四芯光纤光栅；尔后，在细管一端的内锥角处滴入热固化胶并填满内锥角，将插有四芯光纤光栅的细管放在50～180℃恒温电加热器上加热10～60分钟，使细管一端的内锥角中的热固化胶固化；

(3).四芯光纤光栅的端面研磨

将第(2)步中插有四芯光纤光栅的细管固定在光纤研磨机上，调整细管高度，使四芯光纤光栅与光纤研磨机上的研磨片接触，之后按照FC/PC光纤接头的研磨方式对其端面进行研磨，并用端面观察装置确认平整、无裂痕和残缺，停止四芯光纤光栅的端面研磨并用蘸有酒精的无尘纸将端面擦拭干净；

(4).端面研磨后的四芯光纤光栅端部球形针尖制作

熔融光纤法：将第(3)步中端面研磨后的四芯光纤光栅上端的细管竖直固定，调节细管高度使端面研磨后的四芯光纤光栅下端处于电火花加工机两根放电电极针尖中心下方0.5～3mm位置，调节电火花加工机的放电时间和放电电流，利用电火花放电产生的热量将端面研磨后的四芯光纤光栅下端0.5～3mm的光纤熔化，利用重力和熔融光纤的表面张力形成一个良好的光纤球，待其冷却后在端面研磨后的四芯光纤光栅下端形成一个光纤球形针尖，完成端面研磨后的四芯光纤光栅端部球形针尖的加工；在电子显微镜下对光纤球形针尖加工质量进行检定，要求光纤球针尖与端面研磨后的四芯光纤光栅的同轴度小于5μm、光纤球无气泡和破损、光纤球直径和端面研磨后的四芯光纤光栅直径之比大于或等于1.2，挑选合格的四芯光纤光栅探针，完成四芯光纤光栅探针的制作。

本发明的优点是：

1.采用刻写光纤光栅后的单模光纤制作四芯光纤光栅探针，可以根据测量需求设计四芯光纤光栅探针的结构参数，如四芯光纤光栅探针直径、长度和球形针尖直径等。

2.采用刻写光纤光栅后的单模光纤制作四芯光纤光栅探针，避免了直接在多芯光纤上刻写光纤光栅带来刻写串扰，制作完成的四芯光纤光栅探针具有光谱信号好的特点。

3.采用刻写光纤光栅后的单模光纤制作四芯光纤光栅探针，四芯光纤光栅探针自带单模尾纤，避免了使用扇出接头，降低了四芯光纤光栅探针使用中的成本和光损耗。

附图说明

图1为机械处理的方法减小刻写光纤光栅后的单模光纤直径装置图；

图2为直径减小后刻写光纤光栅后的单模光纤自组装装置图；

图3为图2中的A-A的剖视图；

图4为图2中细管结构示意图；

图5为四芯光纤光栅端面研磨装置图；

图6为熔融光纤法形成球形针尖装置图；

图7为氢氟酸光纤腐蚀处理的方法减小刻写光纤光栅后的单模光纤直径装置图；

图8为图7的俯视图；

图9为微球安装法形成球形针尖示意图；

图10为图9中B部结构局部示意图；

图中：1.刻写光纤光栅后的单模光纤，2.光纤光栅栅区，3.包裹研磨片的转轮，4.同步旋转电机，5.固定装置，6.直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤，7.细管，8.内锥角，9.玻璃杯，10.紫外胶，11.四芯光纤光栅，12.光纤研磨机，13.研磨片，14.端面研磨后的四芯光纤光栅15.电极，16.电火花加工机，17.光纤球形针尖，18.塑料桶盖，19.塑料桶，20.氢氟酸溶液，21.红宝石球形针尖，22.水平平台，23.V形槽，24.六自由度调整装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施方案进行详细描述。

一种基于自组装原理的四芯光纤光栅微尺度测量探针制作方法，所述方法包括以下步骤：

(1).减小刻写光纤光栅后的单模光纤直径

取四根长度为100～1000mm刻写光纤光栅后的单模光纤1，光纤光栅栅区2处于刻写光纤光栅后的单模光纤1的一端30～50mm的位置，光纤光栅栅区2长度为10～20mm，将刻写光纤光栅后的单模光纤1靠近光纤光栅栅区2的末端长度为50～80mm部分的涂覆层剥除，之后采用机械处理的方法减小刻写光纤光栅后的单模光纤1剥除涂覆层部分的直径：将刻写光纤光栅后的单模光纤1拉直，两端固定在同步旋转电机4的固定装置5上并且使刻写光纤光栅后的单模光纤1的转动轴线与同步旋转电机4的转动轴线重合，在刻写光纤光栅后的单模光纤1转动轴上方装有一个包裹研磨片的转轮3，包裹研磨片的转轮3靠近并接触刻写光纤光栅后的单模光纤1并沿刻写光纤光栅后的单模光纤1剥除涂覆层部分反复匀速运动，进行磨削，同时采用显微观察系统检测刻写光纤光栅后的单模光纤1剥除涂覆层部分的直径，当刻写光纤光栅后的单模光纤1剥除涂覆层部分的直径减小至50～100μm时，停止磨削；用光纤切割刀将直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤6上的光纤光栅栅区2之后30～50mm的单模光纤切去，使光纤光栅栅区2处于直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤1的末端，并保光纤光栅栅区2长度为5～10mm，之后放置于装有无水乙醇的超声清洗机中洗涤5～20分钟；

(2).四根直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤的自组装

准备长度10～30mm、一端有内锥角8、内径为(50～100μm)×3+(1～5)μm的细管7，将第(1)步处理后四根直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤6从细管7一端的内锥角8插入，保证四根直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤6端部平齐且超出细管7一端5～10mm；竖直固定细管7并将超出细管7一端的四根直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤6浸没在装有粘度小于100cp的紫外胶10的玻璃杯9中3～6mm，在毛细作用力下低粘度紫外胶10沿着四根直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤6向上运动，并使四根直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤6紧紧靠近形成最紧凑的正方形结构，对四根直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤6进行自组装；5～15分钟后，将细管7和其中自组装后的四根直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤6从紫外胶中取出，保证自组装后的四根直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤6不发生错位，并用紫外胶10固化光源对超出细管7一端自组装后的四根直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤6照射1～10分钟完成紫外胶固化，形成四芯光纤光栅11；尔后，在细管7一端的内锥角8处滴入热固化胶并填满内锥角8，将插有四芯光纤光栅11的细管7放在50～180℃恒温电加热器上加热10～60分钟，使细管7一端的内锥角8中的热固化胶固化；

(3).四芯光纤光栅的端面研磨

将第(2)步中插有四芯光纤光栅11的细管7固定在光纤研磨机12上，调整细管7高度，使四芯光纤光栅11与光纤研磨机12上的研磨片13接触，之后按照FC/PC光纤接头的研磨方式对其端面进行研磨，并用端面观察装置确认平整、无裂痕和残缺，停止四芯光纤光栅11的端面研磨并用蘸有酒精的无尘纸将端面擦拭干净；

(4).端面研磨后的四芯光纤光栅端部球形针尖的加工

熔融光纤法：将第(3)步中端面研磨后的四芯光纤光栅14上端的细管7竖直固定，调节细管7高度使端面研磨后的四芯光纤光栅14下端处于电火花加工机16两根放电电极15针尖中心下方0.5～3mm位置，调节电火花加工机16的放电时间和放电电流，利用电火花放电产生的热量将端面研磨后的四芯光纤光栅14下端0.5～3mm的光纤熔化，利用重力和熔融光纤的表面张力形成一个良好的光纤球，待其冷却后在端面研磨后的四芯光纤光栅14下端形成一个光纤球形针尖17，完成端面研磨后的四芯光纤光栅14端部球形针尖的加工；在电子显微镜下对光纤球形针尖17加工质量进行检定，要求光纤球形针尖17与端面研磨后的四芯光纤光栅14的同轴度小于5μm、光纤球无气泡和破损、光纤球形针尖17直径和端面研磨后的四芯光纤光栅14直径之比大于或等于1.2，挑选合格的四芯光纤光栅探针，完成四芯光纤光栅探针的加工。

步骤(1)中，减小刻写光纤光栅后的单模光纤1的直径也可以采用氢氟酸腐蚀的处理方式，将刻写光纤光栅后的单模光纤1向下穿过塑料桶盖18上的微孔并固定，向塑料桶19内加入体积分数为10～50％的氢氟酸溶液20，并使刻写光纤光栅后的单模光纤1剥除涂覆层部分的末端浸入体积分数为10～50％的氢氟酸溶液20中60～90mm，每隔20～30分钟将刻写光纤光栅后的单模光纤1从塑料桶7中取出，在电子显微镜下测量刻写光纤光栅后的单模光纤1剥除涂覆层部分的直径；当刻写光纤光栅后的单模光纤1剥除涂覆层部分的直径被腐蚀减小至50～100μm时，将直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤6从塑料桶19中取出并放入装有丙酮的玻璃桶中，使直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤6剥除涂覆层部分的末端浸入丙酮中80～90mm，做10～30分钟软化处理；用光纤切割刀将直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤6上的光纤光栅栅区2之后30～50mm的单模光纤切去，使直径减少后的刻写光纤光栅后的单模光纤6上的光纤光栅栅区2处于直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤6的最末端，并保证刻写光纤光栅后的单模光纤6上的光纤光栅栅区2长度为5～10mm，之后，放置于装有无水乙醇的超声清洗机中洗涤5～20分钟。

步骤(2)中，细管7的材料为石英或金属。

步骤(4)中，也可以采用微球安装法在端面研磨后的四芯光纤光栅14端部加工一个球形针尖：将第(3)步中端面研磨后的四芯光纤光栅14上端的细管7水平固定在六自由度调整装置24上，并在研磨后的一端用点胶针头涂抹紫外胶10，在视觉监视系统下手动调节六自由度调整装置24，使端面研磨后四芯光纤光栅14涂抹紫外胶10的

端接近水平平台22上V型槽23中固定的红宝石球形针尖21，端面研磨后的四芯光纤光栅14在与红宝石球形针尖21中心对准后，推进端面研磨后的四芯光纤光栅14与红宝石球形针尖21接触，之后用紫外胶固化光源对接触点照射1～10分钟，完成端面研磨后的四芯光纤光栅14端部球形针尖的加工，完成四芯光纤光栅探针的加工。

红宝石球形针尖21直径与端面研磨后的四芯光纤光栅14直径之比大于或等于1.2。

基于自组装原理的四芯光纤光栅微尺度测量探针制作方法的技术创新点和有益技术效果是：采用刻写光纤光栅后的单模光纤制作四芯光纤光栅探针，避免了直接在多芯光纤上刻写光纤光栅带来刻写串扰，制作完成的四芯光纤光栅探针具有光谱信号好的特点，可以提高四芯光纤光栅探针输出信号的信噪比；本发明可以根据测量需求设计四芯光纤光栅探针的结构参数，如四芯光纤光栅探针的直径、长度和球形针尖的直径等，具有设计、制作灵活的特点；本发明制作的四芯光纤光栅探针自带单模尾纤，避免使用多芯光纤扇出接头，极大地降低了四芯光纤光栅探针使用中的成本和光损耗，有利于四芯光纤光栅探针在微尺度测量领域中的推广和应用。

Claims (5)

1.一种基于自组装原理的四芯光纤光栅微尺度测量探针制作方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

(1).减小刻写光纤光栅后的单模光纤直径

取四根长度为100～1000mm刻写光纤光栅后的单模光纤，光纤光栅栅区处于刻写光纤光栅后的单模光纤的一端30～50mm的位置，光纤光栅栅区长度为10～20mm，将刻写光纤光栅后的单模光纤靠近光纤光栅栅区的末端长度为50～80mm部分的涂覆层剥除，之后采用机械处理的方法减小刻写光纤光栅后的单模光纤剥除涂覆层部分的直径：将刻写光纤光栅后的单模光纤拉直，两端固定在同步旋转电机的固定装置上并且使将刻写光纤光栅后的单模光纤的转动轴线与同步旋转电机的转动轴线重合，在刻写光纤光栅后的单模光纤转动轴上方装有一个包裹研磨片的转轮，包裹研磨片的转轮靠近并接触刻写光纤光栅后的单模光纤并沿刻写光纤光栅后的单模光纤在剥除涂覆层部分反复匀速运动，进行磨削，同时采用显微观察系统检测刻写光纤光栅后的单模光纤剥除涂覆层部分的直径，当刻写光纤光栅后的单模光纤剥除涂覆层部分的直径减小至50～100μm时，停止磨削；用光纤切割刀将直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤上的光纤光栅栅区之后30～50mm的单模光纤切去，使光纤光栅栅区处于直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤的末端，并保证 光纤光栅栅区长度为5～10mm，之后放置于装有无水乙醇的超声清洗机中洗涤5～20分钟；

(2).四根直径减小后的刻写光纤光栅的单模光纤的自组装

准备长度10～30mm、一端有内锥角、内径为(50～100μm)×3+(1～5)μm的细管，将第(1)步处理后四根直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤从细管一端的内锥角插入，保证四根直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤端部平齐且超出细管一端5～10mm；竖直固定细管并将超出细管一端的四根直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤浸没在装有粘度小于100cp的紫外胶的玻璃杯中3～6mm，在毛细作用力下低粘度紫外胶沿着四根直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤向上运动，并使四根直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤紧紧靠近形成最紧凑的正方形结构，对四根直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤进行自组装；5～15分钟后，将细管和其中自组装后的四根直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤从紫外胶中取出，保证自组装后的四根直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤不发生错位，并用紫外胶固化光源对超出细管一端自组装后的四根直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤照射1～10分钟完成紫外胶固化，形成四芯光纤光栅；尔后，在细管一端的内锥角处滴入热固化胶并填满内锥角，将插有四芯光纤光栅的细管放在50～180℃恒温电加热器上加热10～60分钟，使细管一端的内锥角中的热固化胶固化；

(3).四芯光纤光栅的端面研磨

将第(2)步中插有四芯光纤光栅的细管固定在光纤研磨机上，调整细管高度，使四芯光纤光栅与光纤研磨机上的研磨片接触，之后按照FC/PC光纤接头的研磨方式对其端面进行研磨，并用端面观察装置确认平整、无裂痕和残缺，停止四芯光纤光栅的端面研磨并用蘸有酒精的无尘纸将端面擦拭干净；

(4).端面研磨后的四芯光纤光栅端部球形针尖的加工

熔融光纤法：将第(3)步中端面研磨后的四芯光纤光栅上端的细管竖直固定，调节细管高度使端面研磨后的四芯光纤光栅下端处于电火花加工机两根放电电极针尖中心下方0.5～3mm位置，调节电火花加工机的放电时间和放电电流，利用电火花放电产生的热量将端面研磨后的四芯光纤光栅下端0.5～3mm的光纤熔化，利用重力和熔融光纤的表面张力形成一个良好的光纤球，待其冷却后在端面研磨后的四芯光纤光栅下端形成一个光纤球形针尖，完成端面研磨后的四芯光纤光栅端部球形针尖的加工；在电子显微镜下对光纤球形针尖加工质量进行检定，要求光纤球针尖与端面研磨后的四芯光纤光栅的同轴度小于5μm、光纤球无气泡和破损、光纤球直径和端面研磨后的四芯光纤光栅直径之比大于或等于1.2，挑选合格的四芯光纤光栅探针，完成四芯光纤光栅探针的制作。

2.根据权利要求1所述基于自组装原理的四芯光纤光栅微尺度测量探针制作方法，其特征在于：所述步骤(1)减小刻写光纤光栅后的单模光纤直径也可以采用氢氟酸腐蚀的处理方式：将刻写光纤光栅后的单模光纤向下穿过塑料桶盖上的微孔并固定，向塑料桶内加入体积分数为10～50％的氢氟酸溶液并使刻写光纤光栅后的单模光纤剥除涂覆层部分的末端浸入体积分数为10～50％的氢氟酸溶液中60～90mm，每隔20～30分钟将刻写光纤光栅后的单模光纤从塑料桶中取出，在电子显微镜下测量刻写光纤光栅后的单模光纤剥除涂覆层部分的直径；当刻写光纤光栅后的单模光纤剥除涂覆层部分的直径被腐蚀减小至50～100μm时，将直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤从塑料桶中取出并放入装有丙酮的玻璃桶中，使直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤剥除涂覆层部分的末端浸入丙酮中80～90mm，做10～30分钟软化处理；用光纤切割刀将直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤上的光纤光栅栅区之后30～50mm的单模光纤切去，使光纤光栅栅区处于直径减小后的刻写光纤光栅后的单模光纤的最末端，并保证光纤光栅栅区长度为5～10mm，之后放置于装有无水乙醇的超声清洗机中洗涤5～20分钟。

3.根据权利要求1所述基于自组装原理的四芯光纤光栅微尺度测量探针制作方法，其特征在于：在步骤(2)中，细管的材料为石英或金属。

4.根据权利要求1所述基于自组装原理的四芯光纤光栅微尺度测量探针制作方法，其特征在于：在步骤(4)中，也可以采用微球安装法在端面研磨后的四芯光纤光栅端部加工一个球形针尖：将第(3)步中端面研磨后的四芯光纤光栅上端的细管水平固定在六自由度调整装置上，并在研磨后的一端用点胶针头涂抹紫外胶，在视觉监视系统下手动调节六自由度调整装置，使端面研磨后四芯光纤光栅涂抹紫外胶的一端接近水平平台上V型槽中固定的红宝石球形针尖，端面研磨后的四芯光纤光栅在与红宝石球形针尖中心对准后，推进端面研磨后的四芯光纤光栅与红宝石球形针尖接触，之后用紫外胶固化光源对接触点照射1～10分钟，完成四芯光纤光栅球形针尖的加工，制成四芯光纤光栅探针。

5.根据权利要求4所述基于自组装原理的四芯光纤光栅微尺度测量探针制作方法，其特征在于：红宝石球形针尖直径与端面研磨后的四芯光纤光栅直径之比大于或等于1.2。