一种光纤刻蚀光栅传感器及其制作方法与流程

本发明属于光纤传感技术领域，具体涉及一种新型光纤刻蚀光栅传感器的设计与制造方法。

背景技术：

光纤传感器，由于其不受电磁干扰，抗腐蚀，电绝缘，质量轻，体积小，被测介质影响小，灵敏度高具有这些优点，使光纤传感器有效方便的应用于石油化工，土木工程，大型机电，航空航天，军用科技，环境保护，生物医学等领域，填补常规传感器无法在强电磁干扰，医学卫生等恶劣环境等特殊领域的空缺。

光纤光栅传感器，又是目前最有发展的前途，最有代表性的新型光纤无源器件之一，在光通信，光纤传感和光信息处理等领域均有广阔的应用。传统光纤光栅是利用光纤材料的光敏性，通过紫外光曝光的方法将入射光相干场图样写入纤芯，在纤芯内产生沿纤芯轴向的折射率周期性变化，从而形成永久性空间的相位光栅，紫外写入光栅要得到很高的灵敏度，一般光纤栅区比较长，不利于一些微小位置的参量测量。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术是提供一种新型的光纤刻蚀光栅传感器及其制作方法，提高光纤光栅的灵敏度和小型化。

本发明的技术方案：一种光纤刻蚀光栅传感器，包括，在光纤端面刻上周期性凹槽，形成光纤光栅传感器。

进一步的，所述周期性凹槽，周期为20um，凹槽缝宽为10um，深度为62.5um，栅区为2mm。

进一步的，所述光纤是采用石英，聚合物，宝石或光子晶体材料制成的单模或多模光纤。

本发明的另一个目的是提供一种上述光纤光栅传感器的制作方法，可以制成各种灵敏度的光纤光栅传感器，由以下步骤完成：

步骤一：探测设备的搭建，把宽带光源3接环形器4一端口，光纤接环形器4二端口，光谱仪5接环形器4三端口。

步骤二：把光纤8放在移动平台9上，放上掩模板7。

步骤三：用157nm激光6器通过掩模板7，在光纤8上方，刻蚀出周期性的凹槽2，周期为周期为20um，凹槽缝宽为10um，深度为62.5um，栅区为2mm。

步骤四：通过光谱仪5检测峰值的变化，当光谱仪5出现尖峰的时候，停止刻蚀，就构成了一个光纤光栅传感器。

本发明的有益效果：本发明提出的一种光纤光栅传感器的制作方法，操作和步骤非常简单，不需要剥去光纤涂覆层，成本低，易于实现，敏感度更高，体积更小。可以改变掩模板间隙宽度和周期数，制作成不同性能的光纤光栅传感器。

附图说明：

图1是一种光纤刻蚀光栅传感器的结构示意图。

图2是一种光纤刻蚀光栅传感器制作装置示意图。

图3是一种光纤刻蚀光栅传感器制作用掩模板示意图。

附图标记说明：1光纤，2周期性凹槽，3宽带光源，4环形器，5，光谱仪，6 157nm激光器，7掩模板，8光纤，9工作台，10掩膜版。

具体实施方法：

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。

实施例一：

步骤一：探测设备的搭建，把宽带光源3接环形器4一端口，光纤接环形器4二端口，光谱仪5接环形器4三端口。

步骤二：把光纤8放在移动平台9上，放上掩模板7。

步骤三：用157nm激光6器通过掩模板7，在光纤8上方，刻蚀出周期性的凹槽2，周期为周期为20um，凹槽缝宽为10um，深度为62.5um，栅区为2mm。

步骤四：通过光谱仪5检测峰值的变化，当光谱仪5出现尖峰的时候，停止刻蚀，就构成了一个光纤光栅传感器。

实施例二：

步骤一：探测设备的搭建，把宽带光源3接环形器4一端口，光纤接环形器4二端口，光谱仪5接环形器4三端口。

步骤二：把光纤8放在移动平台9上，放上掩模板7。

步骤三：用157nm激光6器通过掩模板7，在光纤8上方，刻蚀出周期性的凹槽2，周期为周期为20um，凹槽缝宽为20um，深度为62.5um，栅区为2mm。

步骤四：通过光谱仪5检测峰值的变化，当光谱仪5出现尖峰的时候，停止刻蚀，就构成了一个光纤光栅传感器。

实施例三：

步骤一：探测设备的搭建，把宽带光源3接环形器4一端口，光纤接环形器4二端口，光谱仪5接环形器4三端口。

步骤二：把光纤8放在移动平台9上，放上掩模板7。

步骤三：用157nm激光6器通过掩模板7，在光纤8上方，刻蚀出周期性的凹槽2，周期为周期为20um，凹槽缝宽为10um，深度为30um，栅区为2mm。

步骤四：通过光谱仪5检测峰值的变化，当光谱仪5出现尖峰的时候，停止刻蚀，就构成了一个光纤光栅传感器。

实施例四：

步骤一：探测设备的搭建，把宽带光源3接环形器4一端口，光纤接环形器4二端口，光谱仪5接环形器4三端口。

步骤二：把光纤8放在移动平台9上，放上掩模板7。

步骤三：用157nm激光6器通过掩模板7，在光纤8上方，刻蚀出周期性的凹槽2，周期为周期为30um，凹槽缝宽为10um，深度为62.5um，栅区为5mm。

步骤四：通过光谱仪5检测峰值的变化，当光谱仪5出现尖峰的时候，停止刻蚀，就构成了一个光纤光栅传感器。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应该理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出的各种不脱离本发明实质的其他各种具体变形和组合，这些变形和组合仍在本发明的保护范围内。