[发明专利]一种测量光纤曲率的装置及方法

权利要求书

1.一种测量光纤曲率的装置，其特征在于：包括：光源(1)、光纤曲率测量模块(2)、光谱仪(3)、光纤环形器(4)、布拉格光纤光栅(5)、光功率计(6)；其中，所述光纤曲率测量模块(2)包括：输入光纤(7)、输出光纤(9)、光纤固定平台(10)、光纤微位移平台(11)和空心玻璃管(8)；

所述光源(1)、所述光纤曲率测量模块(2)与所述光谱仪(3)依次连接成第一光路；

所述光源(1)、所述光纤曲率测量模块(2)、所述光纤环形器(4)和所述布拉格光纤光栅(5)依次连接成第二光路；所述光纤环形器(4)还连接所述光功率计(6)；

所述光纤环形器(4)、所述布拉格光纤光栅(5)和所述光功率计(6)之间连接，使得所述光功率计(6)测量所述布拉格光纤光栅(5)反射光的强度，且所述布拉格光纤光栅(5)反射光不会进入所述光纤曲率测量模块(2)。

2.根据权利要求1所述的一种测量光纤曲率的装置，其特征在于：

所述输入光纤(7)的一端、所述光纤固定平台(10)、所述空心玻璃管(8)、所述光纤微位移平台(11)、所述输出光纤(9)的一端依次相连；

所述输入光纤(7)的另一端连接所述光源；

所述输出光纤(9)的另一端连接所述光谱仪(3)/所述光纤环形器(4)。

3.根据权利要求2所述的一种测量光纤曲率的装置，其特征在于：

所述空心玻璃管内外径分别为75μm、125μm；

所述空心玻璃管的长度为20-30mm；

所述光纤固定平台(10)与所述光纤微位移平台(11)之间的距离为8-20cm。

4.根据权利要求2所述的一种测量光纤曲率的装置，其特征在于：

所述布拉格光纤光栅(5)的3dB带宽为0.2nm，反射率为85％-99％。

5.一种测量光纤曲率的方法，其特征在于：使用在上述权利要求2至4任一项所述的装置上，进行曲率测量；

S1，通过所述光谱仪(3)，确定吸收峰处的波长；

S2，缩短所述光纤微移动平台(11)与所述光纤固定平台(10)的间距；

S3，计算出所述空心玻璃管(8)的曲率；

S4，测量出所述布拉格光纤光栅(5)反射光的强度；

S5，重复上述步骤S1至S4，将若干组曲率-强度数据标记在曲率-强度坐标图中；

S6，确定所述曲率-强度数据的拟合曲线，得到曲率-强度拟合函数；

S7，后续测得任意所述反射光的强度均代入所述曲率-强度拟合函数，求得所述曲率。

6.根据权利要求5所述的一种测量光纤曲率的方法，其特征在于：还包括，

在所述S1中，通过公式得出全光谱上的谐振波长λ_dip；

其中D为所述空心玻璃管(8)管壁厚度；

n为所述空心玻璃管(8)的折射率；

m为反谐振干涉级次。

7.根据权利要求5所述的一种测量光纤曲率的方法，其特征在于：

在所述S2中，所述光纤微移动平台(11)与所述光纤固定平台(10)的间距每次缩短200μm。

8.根据权利要求5所述的一种测量光纤曲率的方法，其特征在于：还包括，

在所述S3中，所述空心玻璃管的曲率通过公式和计算得出；

其中d为所述光纤微移动平台(11)的移动距离；

θ为所述空心玻璃管(8)的弯曲段圆弧的角度；

L为所述弯曲段圆弧的弧长，即所述空心玻璃管(8)的长度；

R为所述弯曲段圆弧的半径；

C为所述曲率。