专利名称：一种荧光光纤光栅的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种荧光光纤光栅。
背景技术：
现有的突光光纤光栅是突光掺杂剂和折射率调制均在纤芯，由于对纤芯中传输的光信号衰减较大，只适于单点或数量有限点的监测，如2006年9月的《光子学报》中的《荧光光纤光栅测光特性的实验研究》文章中，就揭示了这种荧光光纤光栅的特性，但其不适于分布式或较大范围的准分布式传感监测用。另一方面，2005年东南大学的硕士学位论文《新型包层折射率调制光纤光栅的理论研究》文中揭示了一种适于传感用的光纤光栅，与一般的光纤光栅不同的是:该光纤光栅的折射率调制位于光纤的包层内，而纤芯无用折射率调制，从而可以大幅度降低光波信号在纤芯内传输的损耗，适于分布式或较大范围的准分布式传感监测用。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种突光光纤光栅。该突光光纤光栅大大降低了光波信号在该荧光光纤光栅的纤芯内传输的损耗，这有利于构建分布式光纤传感装置。该荧光光纤光栅结构简单、使用方便、成本低，具有较好的应用前景。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种荧光光纤光栅，其特征在于:包括纤芯和将纤芯包裹且经折射率调制且折射率小于纤芯折射率的包层，所述包层内添加有荧光掺杂剂且在在所述包层内距纤芯和包层分界面不大于5微米的区域无荧光掺杂剂，所述纤芯和包层间还有一层折射率小于纤芯折射率且大于包层折射率的内包层，所述包层外表面设置有折射率小于包层折射率的外包层，所述纤芯和内包层的材料均为硅石基玻璃基材料，所述硅石基玻璃材料是石英玻璃材料或是添加有二氧化锗等添加剂的石英玻璃材料，所述包层为透明高分子材料，所述的高分子材料为有机玻璃或透明的氟烯烃材料。上述的一种荧光光纤光栅，其特征在于:所述硅石基玻璃材料是石英玻璃材料。上述的一种荧光光纤光栅，其特征在于:所述硅石基玻璃材料是加有二氧化锗等添加剂的石英玻璃材料。本发明与现有技术相比具有以下优点:1、入射光信号在光纤中传输时，主要能量分布在纤芯，但仍有少量的光信号分布于包层内并激发出荧光光波，当经过折射率调制的包层所形成的光栅的反射波长带与所述的荧光掺杂剂受激发出的荧光光信号的波长有重叠的部分，则包层所形成的光栅对包层内产生的荧光具有强烈的反射作用，并使部分荧光光波耦合进入纤芯返回光信号入射光纤的端部，从而为实现分布式监测的目的提供了条件。2、在所述的包层内、距纤芯和包层分界面不大于5微米的区域没有掺杂活性荧光材料和折射率调制，则只有在弯曲、微弯或光纤变形等条件下，入射光才会有部分耦合进入包层内并激发出荧光光波，当经过折射率调制的包层所形成的光栅的反射波长带与所述的荧光掺杂剂受激发出的荧光光信号的波长有重叠的部分，则包层所形成的光栅对包层内产生的荧光具有强烈的反射作用，并使部分荧光光波耦合进入纤芯返回光信号入射光纤的端部，从而为实现分布式监测的目的提供了条件。综上所述，本发明的荧光光纤光栅结构简单、成本低、用途广，可用于实现分布式或准分布式监测传感的目的，具有较好的市场前景。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明的整体结构示意图。附图标记说明:1-纤芯；2-包层；3-外包层；4-内包层；5-光栅。
具体实施例方式如图1所示的一种荧光光纤光栅，包括纤芯I和将纤芯I包裹且经折射率调制且折射率小于纤芯I折射率的包层2，所述包层2内添加有荧光掺杂剂且在在所述包层2内距纤芯和包层2分界面不大于5微米的区域无荧光掺杂剂，所述纤芯I和包层2间还有一层折射率小于纤芯I折射率且大于包层2折射率的内包层4，所述包层2外表面设置有折射率小于包层2折射率的外包层3，所述纤芯I和内包层4的材料均为硅石基玻璃基材料，所述硅石基玻璃材料是石英玻璃材料，或是添加有二氧化锗等添加剂的石英玻璃材料，所述包层为透明高分子材料。所述的高分子材料为有机玻璃或透明的氟烯烃材料。所述的包层2内添加有荧光掺杂剂，且包层2的材料经过了折射率调制，形成光栅5 ;所述的纤芯I无荧光掺杂剂和折射率调制。光纤内入射的光波信号绝大部分在纤芯I内传输，但会有少量的光波信号在包层2内传输，进入包层2的光波与掺杂的荧光材料接触后激发出荧光信号，并有部分荧光信号耦合进入纤芯I内传输，该荧光信号可以被安装在光纤端头的探测器获取，当经过折射率调制的包层2所形成的光栅5的反射波长带与所述的荧光掺杂剂受激发出的荧光光信号的波长有重叠的部分时，则包层2所形成的光栅5对包层2内产生的荧光信号具有强烈的反射作用，并使更多部分的荧光光波耦合进入纤芯I返回光信号入射光纤的端部，从而为实现分布式监测的目的提供了条件。优选的，经过折射率调制的包层2所形成的光栅5的反射波长带与在纤芯I内传输的入射的光信号的波长有重叠的部分。这样可使更多的入射光信号进入包层2内。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
权利要求
1.一种荧光光纤光栅，其特征在于:包括纤芯(I)和将纤芯(I)包裹且经折射率调制且折射率小于纤芯(I)折射率的包层(2)，所述包层(2)内添加有荧光掺杂剂且在在所述包层(2)内距纤芯和包层(2)分界面不大于5微米的区域无荧光掺杂剂，所述纤芯(I)和包层(2)间还有一层折射率小于纤芯(I)折射率且大于包层(2)折射率的内包层(4)，所述包层(2)外表面设置有折射率小于包层(2)折射率的外包层(3)，所述纤芯(I)和内包层(4)的材料均为硅石基玻璃基材料，所述硅石基玻璃材料是石英玻璃材料或是添加有二氧化锗等添加剂的石英玻璃材料，所述包层为透明高分子材料，所述的高分子材料为有机玻璃或透明的氟烯烃材料。
2.根据权利要求1所述的一种突光光纤光栅，其特征在于:所述娃石基玻璃材料是石英玻璃材料。
3.根据权利要求1所述的一种突光光纤光栅，其特征在于:所述娃石基玻璃材料是加有二氧化锗等添加剂的石英玻璃材料。
全文摘要
本发明公开了一种荧光光纤光栅，包括纤芯和将纤芯包裹且经折射率调制且折射率小于纤芯折射率的包层，包层内添加有荧光掺杂剂且在在包层内距纤芯和包层分界面不大于5微米的区域无荧光掺杂剂，纤芯和包层间还有一层折射率小于纤芯折射率且大于包层折射率的内包层，包层外表面设置有折射率小于包层折射率的外包层，纤芯和内包层的材料均为硅石基玻璃基材料，硅石基玻璃材料是石英玻璃材料或是添加有二氧化锗等添加剂的石英玻璃材料，包层为透明高分子材料，的高分子材料为有机玻璃或透明的氟烯烃材料。该荧光光纤光栅大大降低了光波信号在该荧光光纤光栅的纤芯内传输的损耗，这有利于构建分布式光纤传感装置。
文档编号C03C3/06GK103149629SQ201110401818
公开日2013年6月12日 申请日期2011年12月7日 优先权日2011年12月7日
发明者杜兵 申请人:西安金和光学科技有限公司