CN109883457A - 基于改变光纤fp尾纤端面平整度增加传感测量精度方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光纤传感器测量领域，公开基于改变光纤FP尾纤端面平整度增加传感测量精度方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，利用氢氟酸、光纤熔接机、宽带光源、光谱分析仪和单模光纤制作全光纤FP传感器系统；步骤2，将氢氟酸腐蚀过的单模光纤与另一个端面切平的单模光纤利用光纤熔接机熔接放电法制得第一全光纤FP腔，并测得其光谱图以及应变灵敏度；再将第二全光纤FP腔另一尾纤切平端掐断，并测其光谱图以及应变灵敏度；步骤3，将未切平的所述第一全光纤FP腔传感器（1）和切平的另一所述第二全光纤FP腔传感器（2）反射谱的对比度以及应变灵敏度分别进行对比，测量完毕。该方法的全光纤FP具有结构简单，体积小，无需额外成本的特点。
Description
技术领域
本发明属于光纤传感器测量领域，具体涉及基于改变光纤FP尾纤端面平整度增加传感测量精度方法。
背景技术
随着市场的发展，需要一些体积更小，结构简单，性能较稳定的光学器件。光纤法珀(FP)腔就是一个重要的光学器件，它在光通讯器件、光纤传感等领域里得到了广泛的应用，同时也是激光器的重要组成部分。光纤FP器件成为近年来受到颇多关注的一类具有重要应用前景的光纤器件，基于光纤FP腔干涉原理可以做成应用于应变、温度、位移、压力、折射率、电压、电流、气体液体浓度等物理、化学量的检测的传感器。
同时，随着科技的进步，以及高精密仪器的发展，对测量参量也越来越小，对减小误差的要求也越来越高。如何提高光纤传感器测量精度也迫在眉睫的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决这一问题，提供基于改变光纤FP尾纤端面平整度增加传感测量精度方法。通过改变化学腐蚀法制作的光纤FP尾纤端面平整度，增加光纤FP传感器反射谱的对比度以及应变传感精度。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：
基于改变光纤FP尾纤端面平整度增加传感测量精度方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，利用氢氟酸、光纤熔接机、宽带光源、光谱分析仪和单模光纤制作全光纤FP传感器系统；
步骤2，将氢氟酸腐蚀过的单模光纤与另一个端面切平的单模光纤利用光纤熔接机熔接放电法制得第一全光纤FP腔，并测得其光谱图以及应变灵敏度；再将第二全光纤FP腔另一尾纤切平端掐断，并测其光谱图以及应变灵敏度；
步骤3，将未切平的所述第一全光纤FP腔传感器1和切平的另一所述第二全光纤FP腔传感器2反射谱的对比度以及应变灵敏度分别进行对比，测量完毕。
优选的，步骤1中，所述氢氟酸溶液浓度为30％-40％，化学腐蚀时间为20分钟。
优选的，步骤1中，所述单模光纤型号为SMF-28，光谱分析仪的工作波长范围1200nm～2400nm，最小分辨精度为0.05nm。
优选的，步骤2中，未切平的所述第一全光纤FP腔传感器一端用手撕形成粗糙状，切平的所述第二全光纤FP腔传感器为光纤FP尾纤端切平。
优选的，步骤3中，所述第一全光纤FP腔传感器、第二全光纤FP腔传感器的反射谱曲线以及应变响应特性通过图形可视化和数据分析软件进行分析，对比其对比度以及应变灵敏度。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：
本发明使用降低光纤FP腔尾纤端平整度，增加其反射谱对比度以及应变传感精度。该方法全光纤FP结构简单，体积小，无需额外成本，具有较高的使用前景，同时在航空航天，生物医学检测以及大型建筑健康监测等方面都具有重要的应用价值。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1为本发明基于改变光纤FP尾纤端面平整度增加传感测量精度方法的未切平光纤FP传感器结构特征图。
图2为本发明基于改变光纤FP尾纤端面平整度增加传感测量精度方法的切平光纤FP传感器结构特征图。
图3为本发明基于改变光纤FP尾纤端面平整度增加传感测量精度方法的所述光纤FP传感器尾纤切平以及未切平反射普图。
图4为本发明基于改变光纤FP尾纤端面平整度增加传感测量精度方法的未切平第一全光纤FP传感器应变响应特性曲线。
图5为本发明基于改变光纤FP尾纤端面平整度增加传感测量精度方法的切平第二全光纤FP传感器应变响应特性曲线。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1-5所示，基于改变光纤FP尾纤端面平整度增加传感测量精度方法，包括以下步骤：
步骤1，利用氢氟酸、光纤熔接机、宽带光源、光谱分析仪和单模光纤制作全光纤FP传感器系统；所述氢氟酸溶液浓度为30％-40％，化学腐蚀时间为20分钟。所述单模光纤型号为SMF-28，光谱分析仪的工作波长范围1200nm～2400nm，最小分辨精度为0.05nm。
步骤2，如图3所示，步骤2，将氢氟酸腐蚀过的单模光纤与另一端面切平的单模光纤利用熔接机熔接放电法制得第一全光纤FP腔，并测得其光谱图以及应变灵敏度；并再将第二全光纤FP腔另一尾纤切平端掐断，并测其光谱图以及应变灵敏度；未切平的所述第一全光纤FP腔传感器一端用手撕形成粗糙状，切平的所述第二全光纤FP腔传感器为光纤FP尾纤端切平。
步骤3，如图4、图5所示，将未切平的所述第一光纤FP腔传感器1和切平的所述第二光纤FP腔传感器2反射谱的对比度以及应变灵敏度分别进行对比，测量完毕。所述光纤FP传感器的反射谱曲线以及应变响应特性通过图形可视化和数据分析软件进行分析，对比其对比度以及应变灵敏度。该图形可视化和数据分析软件为OrigrnPro软件。
具体步骤为：将所述单模光纤放入30％-40％浓度的氢氟酸溶液中进行腐蚀，并利用熔接放电法制得全光纤FP结构；将全光纤FP腔接入全光纤FP传感器系统，观察其反射谱图，并将其放在等强度梁上对其应变特性进行测量分析，通过软件拟合得到其应变测量精度。
然后将该传感腔的另一端尾纤掐断切平观察其反射谱图，在相同条件下对其应变特性进行测量分析，利用相同手段得到其应变测量精度。通过观察两种光纤FP传感器的反射谱图，尾纤端面切平的传感器对比度为7.93nm,同等情况下，光纤尾纤未切平的传感器反射谱对比度为20.3nm，而未切平尾纤端面的反射谱波谷比切平的反射谱尖锐，在寻峰的时候便减小了误差，从而增加了测量精度。
以上所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (5)
1.基于改变光纤FP尾纤端面平整度增加传感测量精度方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，利用氢氟酸、光纤熔接机、宽带光源、光谱分析仪和单模光纤制作全光纤FP传感器系统；
步骤2，将氢氟酸腐蚀过的单模光纤与另一个端面切平的单模光纤利用光纤熔接机熔接放电法制得第一全光纤FP腔，并测得其光谱图以及应变灵敏度；再将第二全光纤FP腔另一尾纤切平端掐断，并测其光谱图以及应变灵敏度；
步骤3，将未切平的所述第一全光纤FP腔传感器（1）和切平的另一所述第二全光纤FP腔传感器（2）反射谱的对比度以及应变灵敏度分别进行对比，测量完毕。
2.根据权利要求1所述基于改变光纤FP尾纤端面平整度增加传感测量精度方法，其特征在于：步骤1中，所述氢氟酸溶液浓度为30%-40%，化学腐蚀时间为20分钟。
3.根据权利要求1所述基于改变光纤FP尾纤端面平整度增加传感测量精度方法，其特征在于：步骤1，所述单模光纤型号为SMF-28，光谱分析仪的工作波长范围1200nm~2400nm，最小分辨精度为0.05nm。
4.根据权利要求1所述基于改变光纤FP尾纤端面平整度增加传感测量精度方法，其特征在于：步骤2中，未切平的所述第一全光纤FP腔传感器一端用手撕形成粗糙状，切平的所述第二全光纤FP腔传感器为光纤FP尾纤端切平。
5.根据权利要求1所述基于改变光纤FP尾纤端面平整度增加传感测量精度方法，其特征在于：所述步骤3中，所述第一光纤FP腔传感器、第二光纤FP腔传感器的反射谱曲线以及应变响应特性通过图形可视化和数据分析软件进行分析，对比其对比度以及应变灵敏度。
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