[实用新型]一种光纤激光高温传感器及其制备装置

说明书

本实用新型公开了一种光纤激光高温传感器，包括有源光纤，以及通过飞秒激光形成在有源光纤的Ⅱ型相移光纤光栅。本实用新型还公开了上述光纤激光高温传感器的制备装置。本申请，利用飞秒激光直接在光纤上刻写形成Ⅱ型相移光纤光栅—即周期非均匀的Ⅱ型光纤光栅，该结构可形成超窄线宽分布反馈（DFB）光纤激光器，用于高温传感。与现有技术相比较，本申请的光纤激光高温传感器，光谱带宽窄具有更高的传感分辨率，且光谱信噪比高具有更高的传感精度。另外，可在有源光纤中形成具有多个不同周期Ⅱ型相移光纤光栅的阵列，基于波分复用技术可以实现温度多点测量。

技术领域

本实用新型涉及光纤光栅技术领域，特别是涉及一种光纤激光高温传感器及其制备装置。

背景技术

基于光纤光栅的耐高温传感器，在具体的工业及航空航天应用场景中，在极端温度环境条件下，对于光纤光栅的温度传感要求较为苛刻。考虑到上述有些方法需要载氢过程，工艺复杂且不灵活，还有些方法中光纤光栅周期受限于掩模板的周期，不能制备不同周期的光栅，现有的光纤激光高温传感器，其利用紫外激光相位掩模板法在铒/镱共掺光纤上制作出超饱和光栅，可实现500 ℃高温传感。但是，使用紫外激光掩模板法有以下缺点：制备光纤光栅常需要对光纤进行载氢处理以增加光敏性，时间成本高、实验危险性大；受限于掩模板的周期，不能制备不同周期的光栅，所制备的光纤光栅的周期等参数无法灵活调整，不同参数的光栅需使用不同掩模板进行制备，成本高，工艺复杂且不灵活。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种光纤激光高温传感器，包括有源光纤，以及通过飞秒激光形成在有源光纤的Ⅱ型相移光纤光栅。

作为本实用新型提供的光纤激光高温传感器的一种实施方案，所述Ⅱ型相移光纤光栅包括两个光栅FBG1、FBG2所形成的光栅对，该光栅对的两个光纤光栅FBG1、FBG2构成法布里-玻罗腔结构；所述光栅FBG1、FBG2之间具有相移区。

作为本实用新型提供的光纤激光高温传感器的一种实施方案，所述有源光纤中形成有由多个不同周期的Ⅱ型相移光纤光栅所组成的阵列。

作为本实用新型提供的光纤激光高温传感器的一种实施方案，所述Ⅱ型相移光纤光栅形成在有源光纤的纤芯。

本申请还提供了一种光纤激光高温传感器的制备装置，所述光纤激光高温传感器如上所述；所述制备装置包括激光光路系统、夹持移动装置、控制装置；所述激光光路系统用于使飞秒激光聚焦在光纤纤芯；所述夹持移动装置用于带动光纤移动。

作为本实用新型提供的光纤激光高温传感器的制备装置的一种实施方案，所述激光光路系统包括飞秒激光器、反射镜、光阑、折射率匹配液、物镜。作为本实用新型提供的光纤激光高温传感器的制备装置的一种实施方案，所述物镜和有源光纤都浸泡在折射率匹配液中。

作为本实用新型提供的光纤激光高温传感器的制备装置的一种实施方案，所述制备装置还包括光谱采集与分析模块。

作为本实用新型提供的光纤激光高温传感器的制备装置的一种实施方案，所述光谱采集与分析模块包括宽带光源、光纤耦合器、光谱仪、泵浦激光器、波分复用器。

作为本实用新型提供的光纤激光高温传感器的制备装置的一种实施方案，所述宽带光源输出端与光纤耦合器连接；所述光纤耦合器与有源光纤的输入端连接；所述有源光纤的输出端与波分复用器输入端连接；所述波分复用器一端输出与光谱仪连接，波分复用器另一端输出与泵浦激光器连接。

与现有技术相比较，本实用新型具有以下有益效果：

本申请，利用飞秒激光直接在光纤上刻写形成Ⅱ型相移光纤光栅—即周期非均匀的Ⅱ型光纤光栅，该结构可形成超窄线宽分布反馈（DFB）光纤激光器，用于高温传感。与现有技术相比较，本申请的光纤激光高温传感器，光谱带宽窄具有更高的传感分辨率，且光谱信噪比高具有更高的传感精度。另外，可在有源光纤中形成具有多个不同周期Ⅱ型相移光纤光栅的阵列，基于波分复用技术可以实现温度多点测量。