[发明专利]一种飞秒激光直写复合光纤光栅的温度传感测试方法

说明书

本发明涉及飞秒激光直写复合光纤光栅的温度传感测试方法。将未剥除涂覆层的单模光纤置于三维移动平台上，保证视野清晰，将飞秒激光光斑聚焦至纤芯，采用逐线直写方式在包层与纤芯区域制备复合光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)。采用本发明提供的技术方案制作的飞秒激光直写复合光纤光栅可经过一次刻写实现双波长、双灵敏度复合光纤光栅，可避免电磁干扰，耐高温，其结构及制作工艺简单、可靠性好，在温度传感测试中能实现较高的灵敏度与区分度，适宜拓展至其他双参数测试应用。

技术领域

本发明属于光纤传感器件领域，特别涉及一种飞秒激光直写复合光纤光栅的温度传感测试方法。

背景技术

光纤传感器具有诸多优良特性，可实现复杂环境下的测量工作具有非常广泛的应用价值。它具有抗电磁干扰、抗辐射、灵敏度高、重量轻、绝缘防爆、耐腐蚀等特点，且光纤尺寸微小，具有良好的光传输性能。在光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)是常见的传感器件，具有结构简单、体积小、动态范围大、灵敏度高等优势，在航空航天、桥梁水利、周界安防、生物医学等重要领域中受到广泛关注。FBG是一种在纤芯内形成的空间相位周期性分布的栅类结构，其作用的实质就是在纤芯内形成一个窄带的滤波器或反射镜。当外界温度变化时，光纤材料的热胀冷缩会影响栅类结构之间的相对位移，从而使得反射波长产生漂移。通过解调波长漂移的范围，可以直观计算出外界温度的变化。

然而，如何改变传统光纤FBG传感器单点检测的局限性、扩展检测对象范围，是光纤传感器的发展方向。常见的光纤FBG传感器的栅类结构在纤芯内部，一次刻写形成单反射波长。使用飞秒激光直写技术对未剥除涂覆层的光纤进行刻写，通过激光聚焦在纤芯与包层位置进行逐线刻写，通过一次刻写实现双波长、双灵敏度复合光纤光栅，在温度传感测试中能实现较高的灵敏度与区分度，特别适宜拓展至其他双参数测试应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种飞秒激光直写复合光纤光栅的温度传感测试方法，本发明提供的技术方案制作的飞秒激光直写复合光纤光栅可经过一次刻写实现双波长、双灵敏度复合光纤光栅，可避免电磁干扰，耐高温，其结构及制作工艺简单、可靠性好，在温度传感测试中能实现较高的灵敏度与区分度，适宜拓展至其他双参数测试应用，增加装置的适用性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种飞秒激光直写复合光纤光栅制备方法，所述方法具体包括以下步骤：步骤a、将未剥除涂覆层的单模光纤置于三维移动平台上，保证视野清晰；步骤b、将飞秒激光光斑聚焦至纤芯，采用逐线直写方式在包层与纤芯区域制备复合光纤光栅，制备光纤传感器。

优选的，所述单模光纤型号为SFM-28的普通单模光纤，包层直径125um，纤芯直径9um。

一种飞秒激光直写复合光纤光栅的温度传感测试方法，所述方法具体包括以下步骤：步骤301、将光纤传感器置于加热台表面，通过光纤环行器与光源、光纤传感分析仪相连；步骤302、改变所述加热台表面温度，对所述光纤传感器进行温度传感测试；步骤303、所述光纤环行器将复合光纤光栅的反射光谱传输至所述光纤传感分析仪，所述光纤传感分析仪形成反射光谱谱线。

优选地，所述光源采用波段范围为1520-1610nm的ASE光源。

优选的，当外界温度发生变化，所述反射光谱谱线发生漂移。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明所提供的技术方法制作的飞秒激光直写复合光纤光栅的温度传感测试方法，采用本发明提供的技术方案制作的飞秒激光直写复合光纤光栅可经过一次刻写实现双波长、双灵敏度复合光纤光栅，可避免电磁干扰，耐高温，其结构及制作工艺简单、可靠性好，在温度传感测试中能实现较高的灵敏度与区分度，适宜拓展至其他双参数测试应用。

应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。

附图说明