[实用新型]一种自动检测光纤光栅刻写位置装置

说明书

本实用新型涉及一种自动检测光纤光栅刻写位置装置，包括光纤刻写装置和光学检测装置；所述光纤刻写装置包括紫外激光器、反射镜、柱面透镜、相位掩模板、光纤固定夹具、光学检测装置；所述光学检测装置包括相机、镜头、环形光源、相机控制器、光源控制器；所述光纤刻写装置和光学检测装置固定在防震光学平台上。采用上述方案的有益效果是：采用自动检测光纤光栅刻写位置装置，通过相机对相位掩模板区域进行图像采样，通过实时的图像分析得出光纤和相位掩模板的实际位置关系，并且检测相位掩模板区域内的光纤的涂覆层剥离情况，保证光栅刻写成功率的情况下保证相位掩模板的使用寿命，检测过程由控制器进行图像处理，并输出判断结果。

技术领域

本实用新型涉及光纤光栅刻写技术领域，尤其涉及一种自动检测光纤光栅刻写位置装置。

背景技术

光纤光栅传感器在传感领域有着广泛的应用，光纤光栅具有快速响应的特征，对所处范围的温度能快速反应，可制成响应快，灵敏度高和测量精度高的特性；光纤光栅传感器是由石英晶体制成，体积小，重量轻，结构简单，不导电，不易腐蚀，不导电，不受电磁干扰。本身也不产生电磁干扰，可以广泛应用于输油管道、高压传输线路和核电站等高电磁、易燃易爆的场合进行探测。

目前制备光纤光栅的主要方法有相位掩模板发，逐点写入法和干涉法。其中，相位掩模板法采用248nm紫外激光器作为刻写光源，光束通过掩模板形成衍射条纹，利用±1级衍射条纹侧面曝光光纤制备光栅结构。该方法对光源要求较低，实际制备的光纤光栅的周期只取决于相位掩模板板条纹的周期，降低了光纤光栅制备工艺的难度。基于紫外激光的相位掩模板法是目前最为普遍采用的制备方法，是制备光纤光栅的标准工艺，该方法使得光纤光栅走向实用化和产业化。

采用相位掩模板刻写光栅时，待刻写的光纤和相位掩模板的间距有一定的距离要求，距离太长则容易刻写不上，距离过近则容易对掩模板形成损坏，影响相位掩模板的使用寿命，虽然可采用机械夹具限制光纤的放置位置，但由于该合适距离范围较小，通过夹具放置造成的距离误差依旧较大，通过人工无法准确判断合适距离。同时由于光纤表面的涂覆层在紫外激光的照射下会燃烧挥发，污染相位掩模板，如果光纤放置错位，导致未剥离涂覆层的光纤置于掩模板区域，将会严重损坏相位掩模板，造成巨大的损失。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提出了一种自动检测光纤光栅刻写位置装置，利用机器视觉，光纤光栅检测设备以及激光器反馈刻写状态，达到刻写一致性高的目的，根据具体情况设计了各个刻写开关。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种自动检测光纤光栅刻写位置装置，包括光纤刻写装置和光学检测装置；

所述光纤刻写装置包括紫外激光器、反射镜、柱面透镜、相位掩模板、光纤固定夹具、光学检测装置；

所述光学检测装置包括相机、镜头、环形光源、相机控制器、光源控制器；

所述光纤刻写装置和光学检测装置固定在防震光学平台上；

所述相机和环形光源安装在光纤固定夹具的前端，所述紫外激光器作为光路起始端，光路传播路径依次经过反射镜、柱面透镜、相位掩模板和光纤夹具。紫外激光器发射光纤光栅刻写光源，通过紫外激光器出光口射出的矩形激光光斑被所述反射镜反射形成90度偏转，光源到达柱面透镜对光斑在垂直方向进行压缩，矩形光纤在垂直面上被压缩成线光斑，压缩的光斑通过所述相位掩模板后作用在光纤上形成衍射条纹，实现光纤光栅刻写；

所述光纤夹具包括第一光纤夹具和第二光纤夹具，分为两个部分，第一光纤夹具和第二光纤夹具分别设置于所述相位掩模板左右侧；

所述相机和光源设置于第一光纤夹具和第二光纤夹具的正前方；

所述光纤间隔设置于相位掩模板前，相机固定于光纤上前方，环形光源位于相机和光纤之间，作用于相机亮度使用，所述相机位于刻写的激光的光源的光轴上，相机和光轴成60度的角度安装。