CN106526741A - 一种螺旋芯长周期光纤光栅的制作装置 - Google Patents

一种螺旋芯长周期光纤光栅的制作装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种螺旋芯长周期光纤光栅的制作装置。该装置包括：包括两个电动平移台、光纤夹具、电动旋转位移台、CO2激光器、蓝宝石晶体管、晶体管固定装置和光纤，所述电动旋转位移台和第二电动平移台分别固定于第一电动平移台两端，所述蓝宝石晶体管固定在晶体管固定装置上；所述光纤水平穿过蓝宝石晶体管，光纤两端由光纤夹具夹持。CO2激光器产生CO2激光束持续照射蓝宝石晶体管，间接加热光纤的局部至熔融状态，第一电动平移台平移使光纤持续轴向穿过蓝宝石晶体管，同时电动旋转位移台旋转使光纤熔融部分径向持续扭转，第二电动平移台拉伸光纤，使光纤保持平直状态。本发明装置结构简单、制作效率高、可重复性强，制备出的螺旋芯长周期光纤光栅性能稳定。

Description

一种螺旋芯长周期光纤光栅的制作装置
技术领域
本发明属于光纤光栅制作技术领域，特别是一种螺旋芯长周期光纤光栅的制作装置。
背景技术
螺旋芯长周期光纤光栅是纤芯折射率调制呈螺旋状的光纤，是一种新型光纤光栅。跟传统长周期光纤光栅相比，具有不同的成栅机理和物理构造特性。螺旋芯长周期光纤光栅在扭转物理参量的传感过程中，通过弹光效应来改变光纤光栅中各光学传输模式的有效折射率，通过光纤的径向扭转直接改变光纤光栅的折射率调制周期，改变光纤光栅的透过光谱，同时对扭转物理参量进行定量、定性检测，达到传感目的。因此，螺旋芯光纤光栅在扭转传感方面具有不可替代的优势。
但是，目前螺旋芯长周期光纤光栅的制作工艺不够稳定，所制备的螺旋芯长周期光纤光栅存在重复率差的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种螺旋芯长周期光纤光栅的制作装置，能有效率地制作出稳定性好，重复率高的螺旋芯长周期光纤光栅。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种螺旋芯长周期光纤光栅的制作装置，包括第一电动平移台、光纤夹具、电动旋转位移台、CO2激光器、蓝宝石晶体管、晶体管固定装置、第二电动平移台和光纤，所述电动旋转位移台和第二电动平移台分别固定于第一电动平移台两端，所述蓝宝石晶体管固定在晶体管固定装置上，其中电动旋转位移台的中心与蓝宝石晶体管、第二电动平移台等高；所述光纤水平穿过蓝宝石晶体管，光纤两端由光纤夹具夹持；
所述CO2激光器产生CO2激光束持续照射蓝宝石晶体管，间接加热光纤的局部至熔融状态，第一电动平移台平移使光纤持续轴向穿过蓝宝石晶体管，同时电动旋转位移台旋转使光纤熔融部分径向持续扭转，第二电动平移台拉伸光纤，使光纤保持平直状态。
进一步地，所述电动旋转位移台、第二电动平移台和第一电动平移台同时移动。
进一步地，所述光纤两端由两个光纤夹具夹持，其中两个光纤夹具别固定在第二电动平移台和电动旋转位移台上，且电动旋转位移台上的光纤夹具固定在电动旋转位移台的中心位置，并随着电动旋转位移台同时旋转。
进一步地，所述蓝宝石晶体管始终处于静止状态。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)制作的螺旋芯长周期光纤光栅的谐振峰对环境温度、光纤光栅轴向拉力有特有的响应，同时还可以定性、定量的对光纤光栅的径向扭转参量进行测量；(2)本发明装置结构简单、制作效率高、可重复性强，制备出的螺旋芯长周期光纤光栅性能稳定。
附图说明
图1为本发明螺旋芯长周期光纤光栅的制作装置的结构示意图。
图2为制作的螺旋芯长周期光纤光栅示意图。
其中：1为第一电动平移台、2为光纤夹具、3为电动旋转位移台、4为CO2激光器、5为蓝宝石晶体管、6为晶体管固定装置、7为第二电动平移台、8为光纤、9为光纤包层、10为光纤纤芯。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
结合图1，本发明螺旋芯长周期光纤光栅的制作装置，包括第一电动平移台1、光纤夹具2、电动旋转位移台3、CO2激光器4、蓝宝石晶体管5、晶体管固定装置6、第二电动平移台7和光纤8，所述电动旋转位移台3和第二电动平移台7分别固定于第一电动平移台1两端，所述蓝宝石晶体管5固定在晶体管固定装置6上，其中电动旋转位移台3的中心与蓝宝石晶体管5、第二电动平移台7等高；所述光纤8水平穿过蓝宝石晶体管5，光纤8两端由光纤夹具2夹持；
所述CO2激光器4产生CO2激光束持续照射蓝宝石晶体管5，间接加热光纤8的局部至熔融状态，第一电动平移台1平移使光纤8持续轴向穿过蓝宝石晶体管5，同时电动旋转位移台3旋转使光纤8熔融部分径向持续扭转，第二电动平移台7拉伸光纤8，使光纤8保持平直状态。
进一步地，所述电动旋转位移台3、第二电动平移台7和第一电动平移台1同时移动。
进一步地，所述光纤8两端由两个光纤夹具2夹持，其中两个光纤夹具2分别固定在第二电动平移台7和电动旋转位移台3上，且电动旋转位移台3上的光纤夹具2固定在电动旋转位移台3的中心位置，并随着电动旋转位移台3同时旋转。
进一步地，所述蓝宝石晶体管5始终处于静止状态。
实施例1
结合图1，本实施例中螺旋芯长周期光纤光栅的制作装置，其结构由第一电动平移台1、光纤夹具2、电动旋转位移台3、CO2激光器4、蓝宝石晶体管5、晶体管固定装置6、第二电动平移台7和光纤8组成。把电动旋转位移台3和第二电动平移台7分别固定在第一电动平移台1两端，再把蓝宝石晶体管5固定在晶体管固定装置6上，并调整它们三者的位置，使电动旋转位移台3的中心与蓝宝石晶体管5、第二电动平移台7等高；然后去除光纤8的目标写入段的涂覆层，把光纤8水平穿过蓝宝石晶体管5。光纤8两端由光纤夹具2夹持，两个光纤夹具2分别固定在第二电动平移台7和电动旋转位移台3上，其中电动旋转位移台3上的光纤夹具2固定在它的中心位置，并随着它同时旋转。打开CO2激光器4使其照射到蓝宝石晶体管5上，当蓝宝石晶体管5内的光纤8加热至熔融状态时，同时启动第一电动平移台1、电动旋转位移台3和第二电动平移台7。其中电动旋转位移台3径向持续扭转光纤8的熔融部分，第一电动平移台1带动着电动旋转位移台3、第二电动平移台7和光纤8整体向图中左向移动。第二电动平移台7拉伸光纤8的右端，其作用是使光纤8始终保持平直状态。随着第一电动平移台1的移动，逐步完成整个螺旋芯长周期光纤光栅的制作。
其中，通过此装置制作出的长周期光纤光栅的光栅长度为第一电动平移台1和电动旋转位移台3同时动作时第一电动平移台1的平移距离，长周期光纤光栅的光栅设定周期为第一电动平移台1的平移速度和电动旋转位移台3的旋转速度的共同作用结果。通过对螺旋芯长周期光纤光栅的制作装置中所有设备的参数移动速度、移动总距离、旋转角速度、旋转总角度、总动作时间设定，并同时作用后，制作出螺旋芯长周期光纤光栅。
成品示意图如图2所示，其中9为光纤包层，10为扭转后的光纤纤芯。
本发明优点在于结构简单，制作效率高，可以精确控制各个参数，稳定性好。制作出的螺旋芯长周期光纤光栅的光谱对环境物理参量的变化响应灵敏，特别是对扭转参量可以同时进行定量、定性测量，其在光纤传感领域具有广阔的应用前景。

Claims (4)

1.一种螺旋芯长周期光纤光栅的制作装置，其特征在于，包括第一电动平移台(1)、光纤夹具(2)、电动旋转位移台(3)、CO2激光器(4)、蓝宝石晶体管(5)、晶体管固定装置(6)、第二电动平移台(7)和光纤(8)，所述电动旋转位移台(3)和第二电动平移台(7)分别固定于第一电动平移台(1)两端，所述蓝宝石晶体管(5)固定在晶体管固定装置(6)上，其中电动旋转位移台(3)的中心与蓝宝石晶体管(5)、第二电动平移台(7)等高；所述光纤(8)水平穿过蓝宝石晶体管(5)，光纤(8)两端由光纤夹具(2)夹持；
所述CO2激光器(4)产生CO2激光束持续照射蓝宝石晶体管(5)，间接加热光纤(8)的局部至熔融状态，第一电动平移台(1)平移使光纤(8)持续轴向穿过蓝宝石晶体管(5)，同时电动旋转位移台(3)旋转使光纤(8)熔融部分径向持续扭转，第二电动平移台(7)拉伸光纤(8)，使光纤(8)保持平直状态。
2.根据权利要求1所述的螺旋芯长周期光纤光栅的制作装置，其特征在于，所述电动旋转位移台(3)、第二电动平移台(7)和第一电动平移台(1)同时移动。
3.根据权利要求1所述的螺旋芯长周期光纤光栅的制作装置，其特征在于，所述光纤(8)两端由两个光纤夹具(2)夹持，其中两个光纤夹具(2)分别固定在第二电动平移台(7)和电动旋转位移台(3)上，且电动旋转位移台(3)上的光纤夹具(2)固定在电动旋转位移台(3)的中心位置，并随着电动旋转位移台(3)同时旋转。
4.根据权利要求1所述的螺旋芯长周期光纤光栅的制作装置，其特征在于，所述蓝宝石晶体管(5)始终处于静止状态。
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