[发明专利]一种实现温度和应变测量的光纤F-P传感器制作方法

说明书

本发明提供一种实现温度和应变测量的光纤F‑P传感器制作方法包括：在高精度三维运动平台上固定光纤夹具，将去除涂层的HI‑1060光纤固定在光纤夹具上；800nm飞秒激光器以划线的方式发射飞秒激光，所述飞秒激光依次穿过所述半波片、偏振片、衰减片和窗口，经所述高反镜反射后由45倍的显微镜聚焦至所述光纤夹具上的HI‑1060光纤，对所述HI‑1060光纤划线刻写；在所述高反镜正上方布置电荷耦合器件，所述电荷耦合器观测激光的聚焦位置和激光对所述夹具上HI‑1060光纤的加工形貌。本发明制作的光纤F‑P传感器具有更高的温度灵敏度和应变灵敏度。

技术领域

本发明涉及光纤传感器技术领域，特别涉及一种实现温度和应变测量的光纤F-P传感器制作方法。

背景技术

近年来，光纤传感器由于具有质量轻、体积小、抗腐蚀、抗电磁干扰和灵敏度高等优点，已经广泛应用于物理、化学和生物传感领域，利用光纤传感器实现温度、应变、折射率、相对湿度和压强等多参数的测量。现有技术中对实现两种参数测量的传感器制备方法有以下几种情况：

在单模光纤上分别熔接两个球形结构并在单模光纤中间熔接一段细芯光纤制作马赫-曾德(Mach-Zehnder,M-Z)干涉传感器实现对应变和温度的同时测量

利用光纤锥形结构和球形结构相结合的方式制作了M-Z干涉传感器，并将该M-Z传感器与布拉格光纤光栅级联的方式实现了液位与温度的双参数测量。

利用将拉锥处理的单模光纤与多模光纤结合制作了光纤M-Z干涉传感器实现了对温度和液位的双参数同时测量。

利用单模光纤、多模光纤和光子晶体光纤制作了集成光纤法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)干涉仪与M-Z干涉仪的光纤传感器，通过分别观测F-P干涉仪的反射光谱与M-Z干涉仪的透射光谱，实现对折射率和温度的双参数测量。

现有技术中实现温度和应变测量的光纤F-P传感器较少，而且现有技术中的实现双参数测量的传感器，在测量温度和应变时，其测量精度相对较低。

因此，为了解决上述问题，需要一种实现温度和应变测量的光纤F-P传感器制作方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现温度和应变测量的光纤F-P传感器制作方法，所述方法包括：

在高精度三维运动平台上固定光纤夹具，将去除涂层的HI-1060光纤固定在所述光纤夹具上；

在所述光纤夹具正上方布置高反镜，在所述高反镜前端依次布置800nm飞秒激光器、半波片、偏振片、衰减片和用于激光穿过的窗口，所述800nm飞秒激光器以划线的方式发射飞秒激光，所述飞秒激光依次穿过所述半波片、偏振片、衰减片和窗口，经所述高反镜反射后由45倍的显微物镜聚焦至所述光纤夹具上的HI-1060光纤，对所述HI-1060光纤划线刻写，得到刻写长度为25μm，腔长为80μm的光纤F-P传感器；

在所述高反镜正上方布置电荷耦合器件，所述电荷耦合器观测激光的聚焦位置和激光对所述夹具上HI-1060光纤的加工形貌。

优选地，所述HI-1060光纤介于测试宽带光源与测试光谱分析仪之间，所述HI-1060光纤一端连接所述测试宽带光源，另一端连接所述测试光谱分析仪，所述测试光谱分析仪实时观测所述测试宽带光源发射的测试激光的反射光谱。

优选地，所述HI-1060光纤通过环形器连接测试宽带光源和测试光谱分析仪，所述测试光谱分析仪实时观测所述测试宽带光源发射的测试激光的反射光谱。

优选地，所述测试宽带光源发射的测试激光的波长范围为1530nm～1600nm。

优选地，所述测试光谱分析仪的工作波长范围为1200nm～2400nm，最小分辨精度为0.05nm。