CN110300906A - 具有集成吸收材料的光纤 - Google Patents

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Abstract

在多芯光纤传感器中，集成到包层中或集成到不用于进行感测的波导芯中的吸收性材料可以有助于感测。吸收性材料对光纤传感器被配置为在其中操作的波长带中的光具有吸收性。用折射率小于包层的折射率的材料涂覆这种光纤传感器可以在减少的信号混合的情况下进行。

Description

具有集成吸收材料的光纤
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年6月16日提交的美国专利临时申请No.62/520,929的优先权，该临时申请通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开涉及多芯光纤及其制造。
背景技术
多芯光纤可以用作分布式光学传感器，以测量例如沿光纤的弯曲、扭曲、轴向应变和/或温度。根据这些测量，可以计算光纤的二维或三维形状。例如，光纤形状感测在计算机辅助或手动程序中是有用的，其中形状感测用于帮助确定计算机操作工具或手动工具的配置。在机器人辅助程序中，形状感测可以用于帮助确定机器人元件或由机器人元件操纵的工具的配置。作为特定的医学示例，在诊断或治疗程序(例如：数据收集、样本采集和外科手术)中，光纤形状感测能够更好地基于三维光纤形状的测量来精确确定患者身体附近或内部的工具的位置。
精确的三维形状计算通常涉及来自光纤的至少四个波导芯的测量：中心波导芯和三个或更多个外围波导芯。可以使用光学频域反射计来询问每个波导芯，从而给出沿光纤的应变的高分辨率映射。可以通过观察所有外部波导芯和中心波导芯之间的共模应变的差异来测量扭曲。例如，如果光纤在制造期间旋转，由此在外围波导芯中产生的固有扭曲允许区分扭曲方向。
在操作期间，波导芯中的一些光可以逃逸到包层中。这种不离开光纤的逃逸光可以：在另一个位置重新进入相同的波导芯，进入另一个波导芯，或者留在包层中并可能在另一个位置进入一个波导芯。进入不同波导芯或重新进入相同波导芯的光可以降低光学传感器的精度，因为总的飞行时间不受控制。
例如，光可以离开光纤的芯并直接耦合到从光纤中的任何不连续(例如连接器或接头)分开的光纤的另一个芯中。
作为另一示例，在光纤中的不连续(例如连接器或接头)处，波导芯中的一些光更可能逃逸到光纤的包层中。虽然导致信号水平有所降低，但这通常不成问题，只要损失到包层的光传播到包层的外表面并与周围的光纤涂层相互作用以被剥离和吸收或消散(例如，通过将不规则性散射到环境空气中)。另一方面，如果光没有从包层中有效地移除，光可以在另一个不连续处耦合回一个或更多个波导芯，导致不同波导芯的信号混合，这破坏了测量的精度。遗憾的是，并非所有涂层都有效地促进了从包层中移除光。例如，对于某些应用具有期望特性(例如生物相容性或紫外透明性)的硅树脂涂层具有比通常用于光纤的熔融硅石包层更低的折射率。具有这种涂层的光纤传感器可能无法剥离在包层中传播的光，因为在包层-涂层界面处更可能发生全内反射。
发明内容
在本文所述的方法中，通过向光纤的包层和/或一个或更多个未使用的波导芯添加吸收材料来实现从光纤的包层中移除光。吸收材料在本文中被理解为对至少在光纤被配置为在其中作为传感器操作的波长带中的光具有吸收性的材料。当感测芯在波长带中进行感测时，当波导芯不旨在用于在光纤的波长带中进行感测时，该波导芯是“未使用的”。这种未使用的波导芯可以仅用于帮助从包层中移除光，或者当感测芯在波长带中进行感测时用于除在波长带中进行感测之外的各种其他目的。对于用作光学和近红外波长范围中的传感器的光纤，例如，合适的吸收材料包括但不限于铒、镱、铥，钕、铬和/或钴。
根据各种实施例，光纤由堆叠棒(rods)的预制件制成。一些堆叠棒包括掺杂芯以形成多个波导芯(例如，一个或更多个感测芯和/或一个或更多个未使用的芯)。光纤可以在生产期间旋转，使得在成品光纤中，一个或更多个外围波导芯绕中心波导芯螺旋缠绕，并且可以称为螺旋芯。吸收材料可以遍及棒(例如，不包括掺杂芯的一个或更多个棒)分布，沉积在棒之间的空隙区域中，和/或作为掺杂剂添加到不旨在用作感测芯的芯中。通过包层和/或未使用的波导芯中的吸收材料吸收光消除了涂层从包层移除光以避免信号混合的需要，从而便于使用具有低折射率的涂层材料，例如，硅树脂。
在一个方面，光纤传感器被配置为在波长带中操作。光纤传感器包括包层、至少一个感测芯和涂层。至少一个感测芯位于包层中并沿着光纤传感器的长度延伸。涂层围绕包层，并且具有的折射率小于包层的折射率。包层和螺旋芯中的至少一个包括对波长带中的光具有吸收性的吸收材料。
在另一方面，一种制造被配置为在波长带中操作的多芯光纤传感器的方法包括提供光纤预制件，拉伸并同时旋转光纤预制件以产生光纤，并用涂层材料涂覆光纤。光纤预制件包括多个掺杂芯和对波长带中的光具有吸收性的吸收材料。拉伸并同时旋转光纤预制件为光纤产生螺旋波导芯；螺旋波导芯由多个掺杂芯的复数个掺杂芯形成。涂层材料具有的折射率小于掺杂芯的折射率。
在又一方面，光纤感测系统包括多芯光纤组装件。多芯光纤组装件包括在一个或更多个不连续处彼此光学耦合的复数个光纤段。复数个光纤段的远侧光纤段包括嵌入包层中的多个波导芯。多个波导芯中的至少一些波导芯将用作波长带中的感测芯。吸收材料位于包层和多个波导芯的未使用的波导芯中的至少一个中。未使用的波导芯不用于在波长带中进行感测。吸收材料对感侧芯所处的波长带中的光具有吸收性。多芯光纤组装件在远侧光纤段中不包括模式剥离器。
在一个方面，本公开提供了一种多芯光纤传感器，其包括包层(例如，由熔融硅石制成)、嵌入在包层中的多个波导芯，以及围绕包层的涂层(例如，由硅树脂或其它聚合物制成)，该涂层具有的折射率小于包层的折射率。至少一些(但不一定是全部)波导芯将用作感测芯。包层和/或一个或更多个螺旋缠绕的未使用的波导芯(未用于在与感测芯相同的带中进行感测)包括吸收材料，该吸收材料对光纤传感器被配置为在其中操作的波长带中的光具有吸收性。
在另一方面，提供了一种制造多芯光纤传感器(例如，如上所述)的方法。该方法包括：提供光纤预制件，该光纤预制件包括多个掺杂芯和吸收材料，该吸收材料对光纤传感器将在其中操作的波长带中的光具有吸收性；拉伸并同时旋转光纤预制件以产生具有由掺杂芯形成的螺旋波导芯的光纤传感器；以及用具有的折射率小于棒的折射率的涂层材料涂覆光纤传感器。涂层材料可以对紫外光至少部分透明，在这种情况下，该方法还可以包括通过涂层材料将光纤布拉格光栅(FBG)光学写入波导芯。光纤预制件可以由多个堆叠棒产生，其中掺杂芯沿着一些棒的中心轴线延伸。产生光纤预制件可以包括遍及至少一些堆叠棒分布吸收材料；将吸收材料沉积在一个或更多个棒的(一个或更多个)内表面上，这些棒的掺杂芯将形成不用作感测芯的波导芯；或者将吸收材料沉积在堆叠棒之间的空隙区域中。该方法还包括用涂层材料涂覆预制件，该涂层材料具有的折射率小于棒的折射率。涂层材料可以对紫外光至少部分透明，在这种情况下，该方法还可以包括通过涂层材料将光纤布拉格光栅光学写入波导芯。
在又一方面，描述了一种包含多芯光纤的光纤感测系统。在该系统中，多芯光纤采用光纤组装件的形式，该光纤组装件包括在一个或更多个不连续处彼此光学耦合的两个或更多个光纤段。光纤段包括嵌入包层中的多个波导芯，并且至少一些波导芯用作感测芯。至少远侧的一个光纤段包括在包层和未使用的波导芯中的至少一个中(意味着在包层中和/或在未使用的波导芯中)的吸收材料。多芯光纤组装件在远侧光纤段(或者，在一些实施例中，在组装件中的任何其他位置)中不包括模式剥离器。该系统还可以包括经由扇出模块耦合到多芯光纤组装件的波导芯的近端的多个单模光纤，以及耦合到单模光纤的近端的光学询问器。
附图说明
从以下对各种示例实施例的描述，特别是结合附图，将更容易理解前述内容，其中：
图1A和图1B分别是根据各种实施例的示例光纤的横截面图和透视图；
图2A是根据各种实施例的示例光纤预制件的横截面图；
图2B是根据各种实施例的示例光纤预制件的横截面图，其中吸收材料被集成到掺杂芯中，该掺杂芯将形成不旨在用作感测芯的波导芯；
图2C是根据各种实施例的示例光纤预制件的横截面图，其中吸收材料遍及包层分布；
图2D是根据各种实施例的示例光纤预制件的横截面图，其中吸收材料集成到棒之间的空隙区域中；
图3是根据各种实施例的用于制造具有集成吸收材料的多芯光纤的方法的流程图；并且
图4是示出根据各种实施例的采用具有集成吸收材料的光纤的光纤感测系统的框图。
附图使用各种填充图案来在视觉上区分不同类型的部件，但是没有任何意图表示特定材料。
具体实施方式
本文描述的是多芯光纤，其具有集成到包层中和/或集成到光纤的一个或更多个未使用的波导芯中的吸收材料，并且描述制造这种光纤的方法和可以使用它们的系统。
图1A和图1B分别是根据各种实施例的示例光纤100的横截面图和透视图。参考图1A，所描绘的光纤100包括嵌入实心包层104中的七个波导芯：中心波导芯102和绕中心波导芯102螺旋地缠绕的六个外围波导芯103。包层104可以由熔融硅石制成，并且可以通过添加提高折射率的掺杂剂(例如，锗)在其中形成波导芯102、103，从而使光在波导芯102、103内被引导。虽然图1A和图1B描绘了具有七个波导芯102、103的多芯光纤，但是也可以使用具有更多或更少波导芯的光纤(对于三维形状感测应用，其通常为至少四个，对于感测一维应变，其少至单个感测芯)，并且无论波导芯的数量如何，本文讨论的原理通常都适用。因此，本文描述的技术可以应用于具有单个感测芯、两个感测芯、四个感测芯、六个感测芯或任何其他数量的感测芯的光纤。而且，尽管图1A和图1B示出了具有绕中心波导芯102螺旋地缠绕的六个外围波导芯103的光纤，本文描述的技术也可以应用于具有以其他几何形状设置在光纤中的芯的光纤，包括没有中心感测芯的光纤、没有外围感测芯的光纤、没有螺旋缠绕芯的光纤等。
包层104被涂层106围绕。涂层有助于保护光纤100免受外部损坏。对于某些医疗应用，例如涉及将光纤100插入患者体内的应用，可能有利的是由生物相容性材料(例如硅树脂或含氟聚合物，其折射率低于硅石的折射率)制成涂层106。这些材料还具有对UV光至少部分透明的优点。因此，由这些材料制成的涂层可以被制成为对紫外光足够透明，以允许通过这种材料写入光栅(例如FBG)并将该光栅写入波导。这种光栅可以用于实现或促进某些类型的测量。在某些方面有益的涂层材料的选择可能使涂层材料的折射率至少在包括操作波长带的波长范围内低于包层104的折射率。例如，硅树脂的折射率低于熔融硅石的折射率。然而，低折射率(与包层的折射率相比)使得涂层无法有效地从包层中移除杂散光(本文理解为未保留在感测波导芯内的光)。据此，至少部分地通过使光纤的一部分对光纤旨在用于在其中操作的波长带中的光具有吸收性来解决这种不足。这可以通过将合适的吸收材料结合到包层104中(即，包层104的至少部分)来实现，如图1A中的阴影线概念性地所示。作为使吸收材料分布在包层中的替代方案或除了使吸收材料分布在包层中之外，波导芯中的一个(如果其不用于感测)可以用吸收性波导芯(未示出)代替。例如，在采用七芯光纤的各种形状感测应用中，七个波导芯102、103中的四个(中心波导芯102和三个外围波导芯103)用于测量形状，第五波导芯103用于测量温度，并且第六波导芯103用于冗余计算检查，例如为了安全。这留下了不用于感测目的的一个波导芯103。该波导芯103可以简单地由包括吸收材料的芯代替。
根据各种实施例，多芯光纤(例如，光纤100)通过在光纤塔上拉伸预制件而由光纤预制件制造。预制件具有的直径可以比成品光纤的直径大得多，并且预制件的横截面可以类似于成品光纤的横截面的更大版本。为了构造预制件，棒(例如，玻璃棒)可以堆叠，例如，以六边形网格堆叠，并且然后外管可以绕棒的堆叠塌缩。堆叠中的一些棒可以在围绕棒的中心轴线的区域中掺杂，例如用锗掺杂，以提供波导芯。这些芯成型棒本身可以通过将掺杂剂沉积在管的内表面上然后使管塌缩(例如，通过在加热和真空下拉动管)来制成。其他棒可以是均匀的，并且与波导成型棒的管和外管一起形成包层。作为堆叠棒并塌缩棒的替代方案，可以通过将孔钻入硅石预制件中并且然后将掺杂的硅石棒插入孔中来产生预制件。无论哪种方式，当光纤被拉伸时，它可以被物理地旋转，使得如图1B所示，外围波导芯103(仅示出三个)绕中心轴线形成螺旋。现在将更详细地描述包括堆叠棒的光纤预制件的各种实施例。
图2A是用于七芯光纤的示例光纤预制件200的横截面图。预制件200包括以六边形布置的十九个棒。中心棒202和六个外围棒204包括沿棒轴线布置的掺杂芯206，掺杂芯用于形成光纤的波导芯。剩余的十二个棒208由均匀的包层材料制成。还示出了围绕十九个棒202、204、208的外管210。在组装光纤预制件200之后，预制件200可以塌缩成实心棒，其封闭棒之间和外管210与棒布置之间的空隙区域(或“间隙”)。然后可以拉伸(并同时旋转)塌缩的预制件以形成具有一个或更多个螺旋缠绕的波导芯的光纤。
图2B是根据各种实施例的光纤预制件220的横截面图，其中吸收材料集成到将形成未使用的波导芯的掺杂芯222中。代替用于其他掺杂芯206中的掺杂剂(例如，锗)或除了用于其他掺杂芯206中的掺杂剂(例如，锗)之外，未使用的芯222用吸收材料或吸收材料(例如，铒、镱，铥、钕、铬和/或钴)的组合掺杂。在该实施例中，增加折射率(对于大多数吸收掺杂剂(包括除钴之外的上述列表中的那些)通常是这样)的吸收材料是有益的，因为它将使芯222形成有助于保持捕获光的波导，从而增加沿波导长度的光的整体吸收。此外，由于光纤被旋转，所以即使是单个外围波导芯(诸如由掺杂芯222形成的波导芯)也将绕包层扫过并有助于收集和吸收杂散光。如果由掺杂芯222形成的吸收性波导芯具有比感测波导芯更大的横截面，则光收集增加，这可以通过使掺杂芯222形成比其他掺杂芯更大的吸收波导来实现。在一些实施例中，被描绘为包括掺杂芯222的棒甚至可以整体用吸收材料代替或者具有遍及棒分布的吸收材料。
图2C是根据各种替代实施例的光纤预制件240的横截面图，其中吸收材料遍及包层分布。这里，包括掺杂芯206以形成光纤的波导芯的棒204保持不变，并且吸收材料被添加到剩余棒242和/或围绕棒的堆叠的外管244，从而构成一定体积百分比(高达100％)的棒242和/或外管244。例如，在一些实施例中，不包括掺杂芯的一个或更多个硅石棒在整个或在棒部分中用吸收材料掺杂。还可以将吸收材料结合到芯成型棒204中。为此目的，增加或至少不(或不显着地)降低包层的折射率的吸收材料(例如氟或钴)可以用于避免影响感测波导芯的光导特性。可替代地，如果在波导成型棒204中使用低折射率吸收材料，则可能需要修改芯化学物质，例如通过添加进一步增加芯材料的折射率的掺杂剂，以确保芯具有比周围的包层更高的折射率，并且可以在成品光纤中实现它们的光导功能。
图2D是根据各种实施例的光纤预制件260的横截面图，其中吸收材料集成到棒之间的空隙区域中。在这种情况下，可以堆叠标准纯硅石棒(一些具有掺杂芯以形成波导芯)，并且在将组装件塌缩成实心棒并封闭棒之间的空隙区域之前，可以将吸收材料沉积在空隙区域262(由图2D中的箭头指向)中。
图3是根据各种实施例的用于制造具有集成吸收材料的多芯光纤的方法300的流程图。该方法包括提供光纤预制件，该光纤预制件包括多个掺杂芯和吸收材料，该吸收材料对操作波长带中的光具有吸收性(动作302)。吸收材料可以集成在包层中和/或一个或更多个掺杂芯中，这些掺杂芯将形成不旨在用作感测芯的波导芯。如关于图2A-图2C所述，光纤预制件可以由棒的布置制成，其中一些棒包括掺杂芯。为了制造具有掺杂芯的棒，在称为改性化学气相沉积(MCVD)的工艺中，当用燃烧器(torch)加热包层材料(例如，硅石)的管时，含有掺杂剂(其可以包括掺杂剂以形成感测芯或吸收芯)的气体可以流过该管，从而使气体在管的内表面上反应，以形成期望的含掺杂剂的沉积物。然后可以将管塌缩成实心棒。可替代地，可以例如通过将实心掺杂棒插入实心较大直径的包层材料棒的孔中来产生具有掺杂芯的预制件。为了将吸收材料添加到包层，可以使用MCVD在外管210的内表面处沉积掺杂剂，所述外管210绕吸收材料塌缩。与MCVD类似，外部气相沉积可以用于在管或棒的外表面上沉积掺杂剂，从而导致在多个棒组装和塌缩成预制件后，在棒之间的产生掺杂的空隙区域。也可以通过溶液掺杂来实现空隙掺杂，其中期望掺杂剂材料的溶液在塌缩之前流过组装的结构，然后加热该结构以干燥溶液，从而留下期望材料。另一种方法涉及在塌缩之前将组装的预制件浸渍涂覆到溶液(用于溶胶-凝胶工艺的“溶胶”)中，该溶液具有溶解在其中的掺杂剂(例如，通过将预制件浸入溶胶中然后排出，从而在各种暴露表面上留下溶胶层)，聚合溶胶以形成凝胶，并且然后干燥和烧结凝胶；在该工艺中，凝胶内存在的一部分掺杂剂可以扩散到相邻的包层材料中。本领域普通技术人员可以想到用于产生适当掺杂的预制件的各种其他方法。通常，用于从预制件生成光纤的后续步骤对于制造预制件本身的方式是不可知的(只要其包括根据本文的吸收材料)。
回到图3的描述，将光纤预制件加热(例如熔化)并沿轴向拉伸以形成直径小得多且长度更长的光纤(动作304)。在拉伸工艺期间，光纤还被旋转，从而使得将形成成品光纤的外围波导芯的外围掺杂芯绕光纤的中心轴线(中心波导芯所在的位置)螺旋缠绕。然后用诸如硅树脂或另一种低折射率聚合物的涂层材料涂覆光纤(动作306)，例如，通过将光纤拉过涂层材料浴(bath)并固化所得的薄涂层。在一些实施例中，这完成了光纤制造工艺。在其他实施例中，在施加涂层之后，将光栅(例如，FBG)光学地写入波导芯(动作308，由虚线表示为可选的)。
具有集成吸收材料的多芯光纤的上述实施例根据折射率考虑自由选择光纤涂层材料，使得能够使用具有低折射率的光纤涂层而没有由于未检查的杂散光在包层中传播而导致信号混合的风险。此外，通过吸收材料吸收包层中的光可以通过排除对通常用于消除损失到包层中的光的单独部件(例如沿着光纤放置的模式剥离器)的需要来简化并降低采用光纤的系统的成本。
图4是示出根据各种实施例的采用具有集成吸收材料的多芯光纤的光纤感测系统400的框图。多芯光纤包括多个分立光纤段402、404，该多个分立光纤段402、404经由一个或更多个光纤连接器406彼此耦合以形成多芯光纤组装件408。(一个或更多个)光纤连接器406可以各自将相应的光纤段402、404的两个会合端的光纤芯机械地耦合和对准。作为采用光纤连接器406的替代方案，光纤段402、404可以被拼接(即，使用热量端对端地接合)。虽然图4中仅示出了两个光纤段402、404和单个光纤连接器406，但是应理解，在一些实施例中，光纤组装件408可以包括三个或更多个耦合的光纤段。多芯光纤组装件408在一端(本文也称为“近端”)处经由光学扇出元件410耦合到多个单芯光纤412。在另一端(本文也称为“远端”)处，光纤组装件408的远侧光纤段404(通常)结束于终端元件414(例如锥形物)中。(原则上，远侧光纤段也可以简单地以横截面切口终止。)在形状感测或其他分布式光学感测应用中，远侧光纤段404以及光纤连接器406的远侧部分和终端元件414用作感测光纤415，例如，以确定与多芯光纤的远端共同定位的医疗器械或其他器械的位置。多芯光纤由光学询问器416询问，光学询问器416在多个单芯光纤412近端处耦合到多个单芯光纤412。光学询问器416可以包括例如激光器或其他光源、一个或更多个干涉仪，以及检测器和相关联的采集电子器件。
由于多芯光纤的分段，多芯光纤包括多个不连续，段经由(一个或更多个)光纤连接器406在该不连续处进行拼接或耦合。在这些不连续以及光纤终止的位置处(例如，在终端元件414处)，光可以从波导芯耦合到周围的包层中，发射沿光纤在任一方向传播的包层模式。当这些包层模式遇到下一个不连续时，它们可以重新进入波导芯，导致不希望的信号混合。例如，在终端元件414处反射并且通过远侧光纤段404的包层向后传播的光可以在光纤连接器406处再次被反射，并且耦合回波导芯。为了避免在波导芯之间的这种包层介导的交叉耦合，许多光纤感测系统包括在不连续处或附近或终端处或附近的一个或更多个模式剥离器以剥离包层模式。例如，模式剥离器可以实现为光纤中的小半径局部弯曲，其允许包层光超过全内反射的角度，并因此离开到涂层中。为了保持光纤的更大量的直的区段，弯曲可以是光纤中的S形弯曲或小直径的完整环。例如，模式剥离器可以放置在远侧光纤段404中的位置418处，该位置418紧接在光纤连接器406(或接头)之后和/或紧接在终端元件414之前。然而，模式剥离器增加了光纤感测系统的成本和尺寸，并且在某些情况下是不可用的，例如，由于放置在系统上的尺寸限制。有利地，在本文提出(并且例如参考图2B-图2D描述)的多芯光纤的包层或(一个或更多个)未使用的波导芯中包含吸收材料可以排除对模式剥离器的需要。
本文描述的技术提供了许多潜在的优点，包括减少从光纤中的波导芯逃逸的光进入光纤中的相同波导芯或另一波导芯的机会。这可以为光纤提供更大的设计自由度。作为具体示例，对于多芯光纤的特定应用，利用包层和复数个光学芯的多芯光纤在芯之间发生不可接受的串扰量之前对芯可以实现的相对于彼此的接近程度具有限制。这可以限制光纤可以包含的光学芯的数量，限制光纤的尺寸或形状等。例如在不用于感测的一个或更多个芯中，在包层中，或在(一个或更多个)芯和包层两者中包括对在这种光纤的操作波长带中的光具有吸收性的吸收材料，可以减少这种串扰；这可以实现更小的光纤结构，增加光纤中的光学芯数量，或两者兼而有之。较小的光纤结构可以用于较小的限制范围，并且也可以制成为允许更紧的弯曲或更小的曲线。更多的光学芯可以为更多数量的参数或更精确的感测提供感测能力。该技术可以独立于其他改善串扰的方法或与其他改善串扰的方法一起使用，其他改善串扰的方法例如：通过调整芯材料，掺杂剂水平或掺杂剂材料(包括诸如沟槽等机械结构)来降低围绕芯的材料的折射率等，从而增加芯的光导能力。
虽然本文已经关于各种示例实施例描述和解释了所公开的主题，但是这些示例仅是说明性的而不是限制性的。本领域普通技术人员可以想到不脱离本主题的范围的各种修改，附加特征组合以及所描述实施例的进一步应用。因此，本发明主题的范围由所附权利要求的范围和由本公开支持的所有附加权利要求以及这些权利要求的所有等同物确定。

Claims (23)

1.一种被配置为在波长带中操作的光纤传感器，所述光纤传感器包括：
包层；
至少一个感测芯，其位于所述包层中并且沿所述光纤传感器的长度延伸；以及
围绕所述包层的涂层，所述涂层具有的折射率小于所述包层的折射率，
其中，所述包层和螺旋芯中的至少一个包括对所述波长带中的光具有吸收性的吸收材料。
2.根据权利要求1所述的光纤传感器，其中，所述至少一个感测芯包括多个感测芯。
3.根据权利要求1所述的光纤传感器，其中，所述螺旋芯包括所述吸收材料，并且其中，所述螺旋芯不用于在所述波长带中进行感测。
4.根据权利要求1所述的光纤传感器，其中，所述涂层基本上由聚合物制成。
5.根据权利要求1所述的光纤传感器，其中，所述涂层对紫外光至少部分透明。
6.根据权利要求1所述的光纤传感器，其中，所述包层包括熔融硅石。
7.根据权利要求1所述的光纤传感器，其中，所述吸收材料包括以下中的一种或更多种：铒、镱、铥、钕、铬和钴。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的光纤传感器，其中，所述包层和所述至少一个感测芯由堆叠棒的预制件形成，并且其中，所述至少一个感测芯由包括掺杂芯的至少一个堆叠棒形成。
9.根据权利要求8所述的光纤传感器，其中，所述螺旋芯由包括掺杂芯的堆叠棒形成，所述掺杂芯包含所述吸收材料。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的光纤传感器，其中，所述包层包括所述吸收材料。
11.根据权利要求10所述的光纤传感器，其中，所述包层和至少一个感测芯由堆叠棒的预制件形成，并且其中，遍及所述堆叠棒中的至少一些分布所述吸收材料。
12.根据权利要求10所述的光纤传感器，其中，所述包层和至少一个感测芯由堆叠棒的预制件形成，其中所述吸收材料沉积在所述堆叠棒之间的空隙区域中。
13.一种制造多芯光纤传感器的方法，所述多芯光纤传感器被配置为在波长带中操作，所述方法包括：
提供光纤预制件，所述光纤预制件包括多个掺杂芯和对所述波长带中的光具有吸收性的吸收材料；
拉伸并同时旋转所述光纤预制件以产生具有螺旋波导芯的光纤，所述螺旋波导芯由所述多个掺杂芯中的复数个掺杂芯形成；以及
用具有的折射率小于所述掺杂芯的折射率的涂层材料涂覆所述光纤。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述涂层材料对紫外光至少部分透明，所述方法还包括：
通过所述涂层材料写入光纤布拉格光栅并将所述光纤布拉格光栅写入所述波导芯。
15.根据权利要求13或14所述的方法，还包括由多个堆叠棒产生所述光纤预制件，所述多个掺杂芯沿着所述多个堆叠棒的一组堆叠棒的轴线延伸。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，产生所述光纤预制件包括：遍及所述堆叠棒中的至少一些分布所述吸收材料。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，产生所述光纤预制件包括：通过在硅石管的内表面上沉积掺杂剂并且然后使所述管塌缩来产生所述一组堆叠棒中的掺杂棒。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述掺杂棒不用作所述波长带中的感测芯，并且其中，沉积在所述硅石管的所述内表面上的所述掺杂剂包括所述吸收材料。
19.根据权利要求15所述的方法，其中，产生所述光纤预制件包括：将所述吸收材料沉积在所述多个堆叠棒的棒之间的空隙区域中。
20.根据权利要求15所述的方法，其中，所述多个堆叠棒包括熔融硅石，并且所述涂层材料包括聚合物。
21.一种光纤感测系统，其包括：
多芯光纤组装件，其包括在一个或更多个不连续处彼此光学耦合的复数个光纤段，所述复数个光纤段的远侧光纤段包括：
多个波导芯，其嵌入包层中，所述多个波导芯中的至少一些波导芯用作波长带中的感测芯，以及
吸收材料，其位于所述包层和所述多个波导芯的未使用的波导芯中的至少一个中，当所述感测芯在所述波长带中进行感测时，所述未使用的波导芯不用于在所述波长带中进行感测，并且所述吸收材料对所述波长带中的光具有吸收性，
其中，所述多芯光纤组装件在所述远侧光纤段中不包括模式剥离器。
22.根据权利要求21所述的光纤感测系统，还包括：
多个单模光纤，其经由扇出模块耦合到所述感测芯的近端；以及
光学询问器，其耦合到所述多个单模光纤的远端。
23.根据权利要求21或22所述的光纤感测系统，其中，所述远侧光纤段还包括围绕所述包层的涂层，所述涂层的折射率小于所述包层的折射率。
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