CN110045455A - 一种波长精确可控的光纤光栅封装装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种波长精确可控的光纤光栅封装装置，包括宽带辐射源、光纤光栅、光谱仪以及封装金属板；所述宽带辐射源通过其输出尾纤与光纤光栅一端连接，所述光纤光栅的另一端接入光谱仪，所述光纤光栅安装固定于封装金属板上，所述封装金属板上于光纤光栅的非栅区两端处对称设置有点胶固化点，所述光纤光栅通过于点胶固化点处点上常温固化胶与封装金属板固定连接，紧邻所述点胶固化点的内侧分别设置有若干应力释放槽，所述应力释放槽位于光纤光栅非栅区范围内，所述应力释放槽用于释放点胶固定过程中产生的应力。本发明通过常温固化胶和应力释放槽的设置，有效地避免了在点胶固定过程中对光纤光栅施加的额外应力的影响。

Description

一种波长精确可控的光纤光栅封装装置及方法

技术领域

本发明涉及光纤光栅技术领域，具体涉及一种波长精确可控的光纤光栅封装装置。

背景技术

光纤光栅的出现是在光纤领域的一大重要技术突破，由于光纤光栅具有稳定性好、体积小、抗电磁干扰并易于同光纤系统兼容集成等诸多优点，它在光纤通讯、光纤传感器等领域具有广泛的应用前景。一般的光纤光栅易于受到环境扰动，如光栅的长度会随着温度的升高而膨胀，这些会严重地影响光纤光栅的中心波长的稳定性并劣化光纤光栅的性能。因此采取进一步的技术手段对的光纤光栅进行固定封装，对相关的封装结构和封装工艺进行研究具有重要的意义。

对于光纤光栅的封装技术，通常是将光纤光栅的两端通过固化工艺固定在封装件的两端上（参见现有技术一：发明专利CN201420155267.3：光纤激光器用抗环境影响的相移光栅封装结构）；其基本原理是光纤穿过一根玻璃管，并通过两个固定点，通过点胶工艺将光纤光栅的栅区部分与玻璃管固定，玻璃在固定于外套的金属管上。但由于点胶固化的过程会对光纤光栅产生应力，这样光纤光栅的栅区长度就会随着应力大小的变化而改变，最终会显著影响到封装完成的光纤光栅的的中心波长。

Martin Kristensen等人提出了通过纤维材料，对光纤光栅层浸封装的技术（参见现有技术二：US Patent Patent Number：6151429）。其基本原理是将纤维材料混和固化胶水，将待封装光纤光栅放置在多层纤维材料中间，这样当纤维材料内部混合的胶水固化后，光纤光栅就封装固定在了多层纤维材料之间。这种技术利用了纤维材料对振动的过滤作用，使得封装完成的光纤光栅稳定工作。但是，由于胶水固化的过程中，会对光纤光栅施加不可忽略的应力，并且当胶水固化后，所施加的应力将持续对光纤光栅施加影响，这将严重影响光纤光栅的光谱形状和中心波长。

发明内容

发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种波长精确可控的光纤光栅封装装置。

技术方案：本发明所述一种波长精确可控的光纤光栅封装装置，包括宽带辐射源、光纤光栅、光谱仪以及封装金属板；所述宽带辐射源通过其输出尾纤与光纤光栅一端连接，所述光纤光栅的另一端接入光谱仪，所述光纤光栅安装固定于封装金属板上，所述封装金属板上于光纤光栅的非栅区两端处对称设置有点胶固化点，所述光纤光栅通过于点胶固化点处点上常温固化胶与封装金属板固定连接，紧邻所述点胶固化点的内侧分别设置有若干应力释放槽，所述应力释放槽位于光纤光栅非栅区范围内，所述应力释放槽用于释放点胶固定过程中产生的应力。

优选地，所述宽带辐射源为宽带连续辐射光源，其用于提供光纤光栅的探测光，测量光纤光栅的透射谱。

优选地，包括如下步骤：

1）打开宽带辐射源，并将其输出尾纤连接至光纤光栅一端；

2）打开光谱仪，将光纤光栅另一端接入光谱仪，观察其透射谱；

3）将光纤光栅放置于封装金属板上，调节两端所受应力，使光谱仪上显示的光谱中心波长满足实际应用需要的中心波长；

4）在两个点胶固化点处点上常温固化胶；

5）将固化胶固化，并同时观察光谱仪上透射谱变化；固化完成后，即完成了波长精确可控的光纤光栅封装。

有益效果：（1）本发明相对于现有技术一和现有技术二，本发明通过在封装金属板设置点胶固化点和应力释放槽，并通过在常温固化胶点入点胶固化点上将光纤光栅固定于封装金属板上，应力释放槽用于释放点胶固定过程中产生的应力，应力释放槽和常温固化胶的设定，有效避免了在光纤光栅点胶固定过程中对光纤光栅施加的额外应力的影响；

（2）本发明相对于现有技术一和现有技术二，通过光谱仪对光纤光栅透射谱的实时监测，可以精确地控制光纤光栅感受到的应力大小，最终实现波长精确可控的光纤光栅封装。

附图说明

图1为本发明所述封装装置的结构示意图。

其中，1-宽带辐射源；2-封装金属板；3-光谱仪；4-光纤光栅；5-点胶固化点；6-应力释放槽。

具体实施方式

下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

实施例：一种波长精确可控的光纤光栅封装装置，包括宽带辐射源1、光纤光栅4、光谱仪3以及封装金属板2；所述宽带辐射源1为宽带连续辐射光源，其用于提供光纤光栅4的探测光，测量光纤光栅4的透射谱，所述宽带辐射源1通过其输出尾纤与光纤光栅4一端连接，所述光纤光栅4的另一端接入光谱仪3，光谱仪3用于显示光纤光栅4的透射谱，用于精确标定光纤光栅4所受应力的大小；所述光纤光栅4安装固定于封装金属板2上，所述封装金属板2上于光纤光栅4的非栅区两端处对称设置有点胶固化点5，点胶固化点5用于将光纤光栅4固定于封装金属板2上，为了避免点胶固化过程中封装金属板2的热胀冷缩，应选用常温固化胶；所述光纤光栅4通过于点胶固化点5处点上常温固化胶与封装金属板2固定连接，紧邻所述点胶固化点5的内侧分别设置有若干应力释放槽6，所述应力释放槽6位于光纤光栅4非栅区范围内，所述应力释放槽6用于释放点胶固定过程中产生的应力。

本实施例中，一种利用上述封装装置进行光纤光栅封装的方法，包括如下步骤：

1）打开宽带辐射源1，并将其输出尾纤连接至光纤光栅4一端；

2）打开光谱仪3，将光纤光栅4另一端接入光谱仪3，观察其透射谱；

3）将光纤光栅4放置于封装金属板2上，调节两端所受应力，使光谱仪3上显示的光谱中心波长满足实际应用需要的中心波长；

4）在两个点胶固化点5处点上常温固化胶；

5）将固化胶固化，并同时观察光谱仪3上透射谱变化；固化完成后，即完成了波长精确可控的光纤光栅4封装。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (3)

1.一种波长精确可控的光纤光栅封装装置，其特征在于：包括宽带辐射源、光纤光栅、光谱仪以及封装金属板；所述宽带辐射源通过其输出尾纤与光纤光栅一端连接，所述光纤光栅的另一端接入光谱仪，所述光纤光栅安装固定于封装金属板上，所述封装金属板上于光纤光栅的非栅区两端处对称设置有点胶固化点，所述光纤光栅通过于点胶固化点处点上常温固化胶与封装金属板固定连接，紧邻所述点胶固化点的内侧分别设置有若干应力释放槽，所述应力释放槽位于光纤光栅非栅区范围内，所述应力释放槽用于释放点胶固定过程中产生的应力。

2.根据权利要求1所述的一种波长精确可控的光纤光栅封装装置，其特征在于：所述宽带辐射源为宽带连续辐射光源，其用于提供光纤光栅的探测光，测量光纤光栅的透射谱。

3.一种利用权利要求1所述的封装装置进行光纤光栅封装的方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）打开宽带辐射源，并将其输出尾纤连接至光纤光栅一端；

2）打开光谱仪，将光纤光栅另一端接入光谱仪，观察其透射谱；

3）将光纤光栅放置于封装金属板上，调节两端所受应力，使光谱仪上显示的光谱中心波长满足实际应用需要的中心波长；

4）在两个点胶固化点处点上常温固化胶；

5）将固化胶固化，并同时观察光谱仪上透射谱变化；固化完成后，即完成了波长精确可控的光纤光栅封装。