CN114740525B - 一种基于双超短光纤光栅的悬芯超声传感器及其制作方法 - Google Patents

一种基于双超短光纤光栅的悬芯超声传感器及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于双超短光纤光栅的悬芯超声传感器及其制作方法，包括悬芯光纤和单模光纤，悬芯光纤包括光纤外壳和设置在光纤外壳中心的纤芯，光纤外壳一端经酸溶液腐蚀形成凹槽；纤芯的一部分位于凹槽内构成自由悬芯，并在其上刻写第一超短光纤光栅；纤芯的另一部分包裹于光纤外壳内部构成固定芯，固定芯上刻写第二超短光纤光栅；单模光纤与固定芯所处的悬芯光纤一端连接。该悬芯超声传感器的双超短光纤光栅的光反射率大于光纤熔接面和光纤端面的光反射率，传感光谱具有更小的光谱损耗，且双超短光纤光栅的组合形成带宽可调谐且更窄的干涉光谱，可实现高灵敏度的边带滤波超声解调。

Description

一种基于双超短光纤光栅的悬芯超声传感器及其制作方法
技术领域
本发明属于超声传感器领域，具体涉及一种基于双超短光纤光栅的悬芯超声传感器及其制作方法。
背景技术
地震勘探是地球物理勘探中最重要、解决油气勘探问题最有效的一种方法。因工区面积大，地震勘探存在工序杂、工时长、成本高等缺点。通过地震物理模拟技术模拟地震波现场勘探，有助于分析复杂弹性波的传播规律。地震物理模拟技术在实验室内即可完成对地震物理模型的超声成像研究，因而具有低成本和较好的重复性、稳定性、可控性等特点。地震物理模型研究的核心器件是超声波换能器。目前，主要使用电类超声换能器采集模型内部的回波信号，而电类超声换能器存在带宽窄、灵敏度随体积减小而衰减，易受电磁干扰等不足。近些年，光纤超声传感器因其形状可绕曲、耐腐蚀、抗电磁干扰强等优点而逐渐取代电类超声换能器，主要分为光纤光栅型和光纤干涉型。其中，悬芯光纤因其简单的制作工艺和较细的传感直径，可高质量采集模型内部反射的超声波信号。
王若晖等人(Sensors 2014,14,16808-16815)提出了一种基于微悬芯光纤的温度传感器，将光子晶体光纤和单模光纤熔接，利用酸腐蚀除去光子晶体光纤的空气孔微结构而余下长度约100μm、直径约3μm的悬芯光纤，光纤熔接面和悬芯光纤端面构成法布里-珀罗干涉仪，测得温度灵敏度为14.3pm/℃。由于悬芯直径不足5μm，纤芯内传输光场极易耦合至周围环境而形成倏逝场，传感光谱易随着测试环境的改变而变化，传感器稳定性不足；光纤熔接面和悬芯光纤端面的光反射率较低(<4％)，传感光谱损耗较大且消光比较低，传感器灵敏度不足。郭腾等人(Applied Optics 2019,58(13),3331-3337)提出了一种基于密封式微悬臂梁的光纤超声传感器，将直径为50μm的细径光纤插入大尺径的空芯光纤，经熔接放电将其密封于空芯光纤内部，形成长约280μm的悬浮光纤(即微悬臂梁结构)，可检测连续和脉冲式超声波信号。传感结构采用多段光纤套嵌拼接的方法制得，传感器稳定性不足；悬浮光纤采用直径50μm的细径光纤，其较大直径不利于获得高应变灵敏度。邵志华等人(OpticsExpress 2018,26(8),10820-10832)提出了一种基于微悬芯光纤干涉仪的超声波传感器，将光子晶体光纤和单模光纤熔接后对光子晶体光纤进行酸腐蚀处理，获得长度约240μm、直径约10μm的微悬芯光纤干涉仪，可检测不同频段超声波信号。经腐蚀后形成的超细悬芯对其周围环境的变化十分敏感，传感器入水前后光谱变化明显，不利于实现稳定的超声检测；微悬芯光纤干涉仪的光反射率较低(<4％)，干涉光谱损耗较高且带宽较大，不利于实现高灵敏度的边带滤波超声解调。王若晖等人(发明专利申请，202110223307.8)提出了一种基于光纤内长悬浮纤芯结构的振动传感器的发明专利申请，使用微量进样器抽取光纤内空气，从而控制氢氟酸进入光纤空气孔的深度，以制备较长长度的悬浮纤芯(厘米量级)，可检测0-50Hz的振动信号。过长的悬芯(>1mm)极易发生弯曲偏移甚至弯折断裂，传感器稳定性较差；长悬浮纤芯结构的谐振频率较低(<100Hz)，适用于低频振动信号的检测(0-50Hz)，无法检测高频超声信号。
因此，本发明提出一种基于双超短光纤光栅的悬芯超声传感器及其制作方法。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种基于双超短光纤光栅的悬芯超声传感器及其制作方法。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于双超短光纤光栅的悬芯超声传感器，包括：
悬芯光纤，包括光纤外壳和沿长度方向设置在所述光纤外壳中心的纤芯；
所述光纤外壳一端经酸溶液腐蚀形成凹槽；
所述纤芯的一部分位于所述凹槽内构成自由悬芯，所述自由悬芯上刻写第一超短光纤光栅；所述纤芯的另一部分包裹于所述光纤外壳内部构成固定芯，所述固定芯上刻写第二超短光纤光栅；
以及，
单模光纤，与所述固定芯所处的悬芯光纤一端连接；
传感激光经所述单模光纤传输至悬芯光纤，传感激光在悬芯光纤中传输时，一部分传感激光被所述固定芯中的第二超短光纤光栅反射，剩余传感激光透过第二超短光纤光栅而继续沿悬芯光纤传输；当传感激光传输至第一超短光纤光栅处，部分传感激光再次被反射；由于第二超短光纤光栅和第一超短光纤光栅反射而生成的两束反射激光，再次耦合至单模光纤输出，形成带宽可调谐且极窄的干涉光谱。
优选地，所述悬芯光纤的长度为5～10cm。
优选地，所述凹槽的酸腐蚀时间为4～7min，所述凹槽内的自由悬芯的长度为150～400μm。
优选地，使用飞秒激光逐点刻写法在所述自由悬芯上刻写第一超短光纤光栅，所述第一超短光纤光栅的长度与所述自由悬芯长度相同。
优选地，使用飞秒激光逐点刻写法在所述固定芯上刻写第二超短光纤光栅，第二超短光纤光栅的光学参数与第一超短光纤光栅相同。
优选地，所述第二超短光纤光栅与第一超短光纤光栅的轴向间距为500～5000μm。
本发明的另一目的在于提供一种基于双超短光纤光栅的悬芯超声传感器的制作方法，包括以下步骤：
将具有多空气孔特征的微结构光纤的一端浸入酸溶液中，利用毛细效应将酸溶液吸附到微结构光纤的空气孔中，从而除去部分空气孔微结构而余下位于光纤中轴线的自由悬芯；
使用无水乙醇彻底清洗已腐蚀的微结构光纤，晾干后将其另一未腐蚀端与单模光纤对芯熔接，得到单模光纤与微结构光纤的级联结构，此级联结构的末端即为悬芯光纤；
使用飞秒激光逐点刻写法在自由悬芯上刻写第一超短光纤光栅，第一超短光纤光栅的长度与自由悬芯的长度相同；
使用飞秒激光逐点刻写法在悬芯下游未腐蚀的固定芯上刻写第二超短光纤光栅。
优选地，所述悬芯光纤长度为5～10cm。
优选地，所述凹槽的酸腐蚀时间为4～7min，所述凹槽内的自由悬芯的长度为150～400μm，所述第一超短光纤光栅的长度与所述自由悬芯长度相同。
优选地，所述第二超短光纤光栅的光学参数与所述第一超短光纤光栅相同，所述第二超短光纤光栅与所述第一超短光纤光栅的轴向间距为500～5000μm。
本发明提供的基于双超短光纤光栅的悬芯超声传感器具有以下有益效果：
(1)经酸腐蚀获得的悬芯光纤，极小的悬芯直径可大幅提升其对超声应变的响应灵敏度；使用飞秒激光逐点刻写法在悬芯上刻写第一超短光纤光栅，以及在悬芯下游未腐蚀的光纤纤芯刻写第二超短光纤光栅，双超短光纤光栅的光反射率大于光纤熔接面和光纤端面的光反射率，传感光谱具有更小的光谱损耗，且双超短光纤光栅的组合形成带宽可调谐且更窄的干涉光谱，可实现高灵敏度的边带滤波超声解调，具有高检测灵敏度特征。
(2)使用飞秒激光逐点刻写法在悬芯上刻写第一超短光纤光栅，第一超短光纤光栅的长度与经腐蚀获得的悬芯长度相同，第一超短光纤光栅能够响应的超声频率范围大于10MHz，具有宽频带响应特征。
(3)经酸腐蚀获得的悬芯光纤，极小的悬芯直径可大幅提升其检测空间分辨率，具有高空间分辨率特征。
(4)使用飞秒激光逐点刻写法在悬芯上刻写第一超短光纤光栅，以及在悬芯下游未腐蚀的光纤纤芯刻写第二超短光纤光栅，双超短光纤光栅的组合可将光能量束缚于纤芯内而具有更好的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例及其设计方案，下面将对本实施例所需的附图作简单地介绍。下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1的基于双超短光纤光栅的悬芯超声传感器的结构示意图；
图2是用于测试本发明的测试系统图；
图3是采用测试系统测试基于双超短光纤光栅的悬芯超声传感器的超声信号曲线图。
图附图标记说明：
1-光纤外壳，2-自由悬芯，3-固定芯，4-第一超短光纤光栅，5-第二超短光纤光栅，6-单模光纤，7-凹槽。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案并能予以实施，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定或限定，术语“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，在此不再详述。
本发明的目的是为地震物理模型超声检测提供一种基于双超短光纤光栅的悬芯超声传感器，以克服现有电类超声换能器和光纤超声传感器的诸多不足，实现高检测灵敏度、宽频带响应、高空间分辨率、高稳定性的超声波检测。
本发明提供的基于双超短光纤光栅的悬芯超声传感器，具体如图1所示，包括悬芯光纤和单模光纤6，本实施例中，悬芯光纤的长度为5～10cm。其中悬芯光纤包括光纤外壳1和沿长度方向设置在光纤外壳1中心的纤芯；光纤外壳1一端经酸溶液腐蚀形成凹槽7。纤芯的一部分位于凹槽7内构成自由悬芯2，自由悬芯2上刻写第一超短光纤光栅4；纤芯的另一部分包裹于光纤外壳内部构成固定芯3，固定芯3上刻写第二超短光纤光栅5；单模光纤6与固定芯3所处的悬芯光纤一端连接，各部件级联方式连接。
具体的，本实施例中，凹槽的酸腐蚀时间为4～7min，凹槽7内的自由悬芯2的长度为150～400μm。使用飞秒激光逐点刻写法在自由悬芯2上刻写第一超短光纤光栅4，第一超短光纤光栅4的长度与经腐蚀获得的自由悬芯2长度相同。使用飞秒激光逐点刻写法在固定芯3上刻写第二超短光纤光栅5，第二超短光纤光栅5的光学参数与第一超短光纤光栅4相同。
同时，第二超短光纤光栅5与第一超短光纤光栅4的轴向间距为500～5000μm。
传感激光经单模光纤6传输至悬芯光纤，传感激光在悬芯光纤中传输时，一部分传感激光被固定芯3中的第二超短光纤光栅5反射，剩余传感激光透过第二超短光纤光栅5而继续沿悬芯光纤传输；当传感激光传输至第一超短光纤光栅4处，部分传感激光再次被反射；由于第二超短光纤光栅5和第一超短光纤光栅4反射而生成的两束反射激光，再次耦合至单模光纤6输出，形成带宽可调谐且极窄的干涉光谱。
超声波作用于自由悬芯2，使得自由悬芯2上刻写的第一超短光纤光栅4的光学参数发生变化，导致第一超短光纤光栅4和第二超短光纤光栅5的光学参数不匹配，继而干涉光谱发生飘移，因此，通过检测干涉光谱的变化即可检测超声波信号。
本发明提供的基于双超短光纤光栅的悬芯超声传感器的制作包括以下步骤：
将具有多空气孔特征的微结构光纤的一端浸入酸溶液中，利用毛细效应将酸溶液吸附到微结构光纤的空气孔中，从而除去部分空气孔微结构而余下位于光纤中轴线的自由悬芯2。酸腐蚀时间为4～7min，经腐蚀获得的悬芯长度为150～400μm。
使用无水乙醇彻底清洗已腐蚀的微结构光纤，晾干后将其另一未腐蚀端与单模光纤6对芯熔接，得到单模光纤与微结构光纤的级联结构，此级联结构的末端即为悬芯光纤。悬芯光纤包括已腐蚀的悬芯区域和悬芯下游未腐蚀的光纤区域，悬芯光纤长度为5～10cm。
使用飞秒激光逐点刻写法在自由悬芯2上刻写第一超短光纤光栅4，第一超短光纤光栅4的长度与自由悬芯2的长度相同；
使用飞秒激光逐点刻写法在悬芯下游未腐蚀的固定芯3上刻写第二超短光纤光栅5，第二超短光纤光栅5的光学参数与第一超短光纤光栅4相同，第二超短光纤光栅5与第一超短光纤光栅4的轴向间距为500～5000μm。
下面给出三个具体实施例对本发明提供的基于双超短光纤光栅的悬芯超声传感器的制作过程进行说明，但本发明不局限于以下实施例。
实施例1
本实施例的基于双超短光纤光栅的悬芯超声传感器的制作包括以下步骤：
S1、将具有多空气孔特征的微结构光纤的一端浸入酸溶液中，利用毛细效应将酸溶液吸附到微结构光纤的空气孔中，从而除去部分空气孔微结构而余下位于光纤中轴线的自由悬芯2；酸腐蚀时间为4min，经腐蚀获得的自由悬芯2长度为150μm。
S2、使用无水乙醇彻底清洗已腐蚀的微结构光纤，晾干后将其另一未腐蚀端与单模光纤6对芯熔接，得到单模光纤与微结构光纤的级联结构，此级联结构的末端即为悬芯光纤；悬芯光纤包括已腐蚀的自由悬芯2和悬芯下游未腐蚀的固定芯3，悬芯光纤长度为5cm。
S3、使用飞秒激光逐点刻写法在自由悬芯2上刻写第一超短光纤光栅4，第一超短光纤光栅4的长度与经腐蚀获得的自由悬芯2长度相同；
S4、使用飞秒激光逐点刻写法在悬芯下游未腐蚀的光纤纤芯3刻写第二超短光纤光栅5，第二超短光纤光栅5的光学参数与第一超短光纤光栅4相同，第二超短光纤光栅5与第一超短光纤光栅4的轴向间距为500μm。
本实施例可获得长度较短的悬芯和带宽较大的光谱。
实施例2
本实施例的基于双超短光纤光栅的悬芯超声传感器的制作包括以下步骤：
S1、将具有多空气孔特征的微结构光纤的一端浸入酸溶液中，利用毛细效应将酸溶液吸附到微结构光纤的空气孔中，从而除去部分空气孔微结构而余下位于光纤中轴线的自由悬芯2；酸腐蚀时间为7min，经腐蚀获得的自由悬芯2长度为400μm。
S2、使用无水乙醇彻底清洗已腐蚀的微结构光纤，晾干后将其另一未腐蚀端与单模光纤6对芯熔接，得到单模光纤与微结构光纤的级联结构，此级联结构的末端即为悬芯光纤；悬芯光纤包括已腐蚀的自由悬芯2和悬芯下游未腐蚀的固定芯3，悬芯光纤长度为10cm。
S3、使用飞秒激光逐点刻写法在自由悬芯2上刻写第一超短光纤光栅4，第一超短光纤光栅4的长度与经腐蚀获得的自由悬芯2长度相同；
S4、使用飞秒激光逐点刻写法在悬芯下游未腐蚀的光纤纤芯3刻写第二超短光纤光栅5，第二超短光纤光栅5的光学参数与第一超短光纤光栅4相同，第二超短光纤光栅5与第一超短光纤光栅4的轴向间距为5000μm。
本实施例可获得长度较长的悬芯和带宽较小的光谱。
实施例3
本实施例的基于双超短光纤光栅的悬芯超声传感器的制作包括以下步骤：
S1、将具有多空气孔特征的微结构光纤的一端浸入酸溶液中，利用毛细效应将酸溶液吸附到微结构光纤的空气孔中，从而除去部分空气孔微结构而余下位于光纤中轴线的自由悬芯2；酸腐蚀时间为6min，经腐蚀获得的自由悬芯2长度为320μm。
S2、使用无水乙醇彻底清洗已腐蚀的微结构光纤，晾干后将其另一未腐蚀端与单模光纤6对芯熔接，得到单模光纤与微结构光纤的级联结构，此级联结构的末端即为悬芯光纤；悬芯光纤包括已腐蚀的自由悬芯2和悬芯下游未腐蚀的固定芯3，悬芯光纤长度为7cm。
S3、使用飞秒激光逐点刻写法在自由悬芯2上刻写第一超短光纤光栅4，第一超短光纤光栅4的长度与经腐蚀获得的自由悬芯2长度相同；
S4、使用飞秒激光逐点刻写法在悬芯下游未腐蚀的光纤纤芯3刻写第二超短光纤光栅5，第二超短光纤光栅5的光学参数与第一超短光纤光栅4相同，第二超短光纤光栅5与第一超短光纤光栅4的轴向间距为3000μm。轴向间距指的是两个光栅沿长度方向的间距。
本实施例可获得长度适中的悬芯和带宽适中的光谱。
为了验证本发明的有益效果，发明人采用本发明实施例1制备的基于双超短光纤光栅的悬芯超声传感器进行实验测试：
如图2所示，使用超声波发生器驱动压电超声换能器作为超声激发源。使用可调谐激光器作为传感激光源，从可调谐激光器出射的传感激光经光纤环形器导入单模光纤6，然后耦合至悬芯光纤，由于第二超短光纤光栅5和第一超短光纤光栅4反射而生成的两束反射激光，再次耦合至单模光纤6输出，形成带宽可调谐且极窄的干涉光谱。经超声波调制的干涉光谱变化信息再次经光纤环形器导入光电探测器，将光信号转换为电信号，最后使用示波器采集电信号。实验结果如图3所示。
如图3所示，基于双超短光纤光栅的悬芯超声传感器可检测到500kHz、1MHz、4MHz的超声波信号，其中，正弦信号整齐顺滑，脉冲信号稳定清晰。实验结果表明，本发明可实现高检测灵敏度、宽频带响应、高空间分辨率、高稳定性的超声波检测，满足地震物理模型感测微弱回波的需求，在油气勘探、微地震监测、岩体工程等领域具有广泛的应用前景。
本发明的制作方法简单，易于实现，本发明制作的基于双超短光纤光栅的悬芯超声传感器，克服了现有电类超声换能器带宽窄、灵敏度随体积减小而衰减、易受电磁干扰等不足，以及光纤超声传感器检测灵敏度低、响应频带窄、稳定及可靠性不足等问题。
以上所述实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换，均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于双超短光纤光栅的悬芯超声传感器，其特征在于，包括：
悬芯光纤，包括光纤外壳(1)和沿长度方向设置在所述光纤外壳(1)中心的纤芯；
所述光纤外壳(1)一端经酸溶液腐蚀形成凹槽(7)；
所述纤芯的一部分位于所述凹槽(7)内构成自由悬芯(2)，所述自由悬芯(2)上刻写第一超短光纤光栅(4)；所述纤芯的另一部分包裹于所述光纤外壳(1)内部构成固定芯(3)，所述固定芯(3)上刻写第二超短光纤光栅(5)；
以及，
单模光纤(6)，与所述固定芯(3)所处的悬芯光纤一端连接；
传感激光经所述单模光纤(6)传输至悬芯光纤，传感激光在悬芯光纤中传输时，一部分传感激光被所述固定芯(3)中的第二超短光纤光栅(5)反射，剩余传感激光透过第二超短光纤光栅(5)而继续沿悬芯光纤传输；当传感激光传输至第一超短光纤光栅(4)处，部分传感激光再次被反射；由于第二超短光纤光栅(5)和第一超短光纤光栅(4)反射而生成的两束反射激光，再次耦合至单模光纤(6)输出，形成带宽可调谐且极窄的干涉光谱；
所述悬芯光纤的长度为5～10cm；
所述凹槽(7)的酸腐蚀时间为4～7min，所述凹槽(7)内的自由悬芯(2)的长度为150～400μm；
使用飞秒激光逐点刻写法在所述自由悬芯(2)上刻写第一超短光纤光栅(4)，所述第一超短光纤光栅(4)的长度与所述自由悬芯(2)长度相同，第二超短光纤光栅(5)的光学参数与第一超短光纤光栅(4)相同。
2.根据权利要求1所述的基于双超短光纤光栅的悬芯超声传感器，其特征在于，使用飞秒激光逐点刻写法在所述固定芯(3)上刻写第二超短光纤光栅(5)。
3.根据权利要求1所述的基于双超短光纤光栅的悬芯超声传感器，其特征在于，所述第二超短光纤光栅(5)与第一超短光纤光栅(4)的轴向间距为500～5000μm。
4.一种如权利要求1至3任一项所述的基于双超短光纤光栅的悬芯超声传感器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
将具有多空气孔特征的微结构光纤的一端浸入酸溶液中，利用毛细效应将酸溶液吸附到微结构光纤的空气孔中，从而除去部分空气孔微结构而余下位于光纤中轴线的自由悬芯(2)；
使用无水乙醇彻底清洗已腐蚀的微结构光纤，晾干后将其另一未腐蚀端与单模光纤(6)对芯熔接，得到单模光纤与微结构光纤的级联结构，此级联结构的末端即为悬芯光纤；
使用飞秒激光逐点刻写法在自由悬芯(2)上刻写第一超短光纤光栅(4)，第一超短光纤光栅(4)的长度与自由悬芯(2)的长度相同；
使用飞秒激光逐点刻写法在悬芯下游未腐蚀的固定芯(3)上刻写第二超短光纤光栅(5)。
5.根据权利要求4所述的基于双超短光纤光栅的悬芯超声传感器的制作方法，其特征在于，所述悬芯光纤长度为5～10cm。
6.根据权利要求5所述的基于双超短光纤光栅的悬芯超声传感器的制作方法，其特征在于，所述凹槽(7)的酸腐蚀时间为4～7min，所述凹槽(7)内的自由悬芯(2)的长度为150～400μm，所述第一超短光纤光栅(4)的长度与所述自由悬芯(2)长度相同。
7.根据权利要求6所述的基于双超短光纤光栅的悬芯超声传感器的制作方法，其特征在于，所述第二超短光纤光栅(5)的光学参数与所述第一超短光纤光栅(4)相同，所述第二超短光纤光栅(5)与所述第一超短光纤光栅(4)的轴向间距为500～5000μm。
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