本发明涉及光纤技术领域，尤其涉及一种光纤弯曲传感器及光纤弯曲传感器的制备方法。
背景技术：
随着科技的发展，为了解决各个领域的不同需求，各种光纤弯曲传感器被研制出来。光纤弯曲传感器有众多优点，如体积小、易于集成、耐高温能力强、抗电磁干扰能力强、不受环境尘埃影响、响应线性、灵敏度高等，被应用于多种领域：大型建筑的健康状态以及安全预警、航空航天飞行器的受力结构在飞行状态下实时感知形变弯曲、自动化工业中的智能机械臂的运动方向感知、生物医疗中的人体组织结构内部探测时需要实时感知探测头的运动状态等。
但是现有的测量弯曲的光纤弯曲传感器，主要有长周期光纤光栅、经过腐蚀的布拉格光纤光栅和光纤法布里-珀罗干涉仪，其中，长周期光纤光栅在外界折射率和温度变化时会受到干扰，影响长周期光纤光栅的灵敏度；经过腐蚀的布拉格光纤光栅也能用于弯曲传感，但是其坚固强度大大下降，更容易受到破坏，微弯范围灵敏度不高；光纤法布里-珀罗干涉仪直接用于测量弯曲，其对比度过低会影响灵敏度，波长解调的情况下会影响解调精度，光纤法布里-珀罗干涉仪的谐振腔介质是空气，对比度会随着腔长增加而急剧减小，因为单模光纤的出射角较大，腔长增加，大部分能量经过第二个反射面后，并不能耦合回单模光纤中，使得对比度随着腔长增加急剧下降，导致灵敏度不高。
因此，现有的光纤弯曲传感器主要存在着测量的灵敏度低，测量不准确的技术问题。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种光纤弯曲传感器及光纤弯曲传感器的制备方法，旨在解决现有的光纤弯曲传感器存在的测量的灵敏度低，测量不准确的技术问题。
为实现上述目的，本发明第一方面提供一种光纤弯曲传感器，所述光纤弯曲传感器包括：传输光纤、微透镜光纤、微细管及反射光纤；
所述传输光纤的一端与待测试系统相连接，所述传输光纤的另一端与所述微透镜光纤的一端相连接，所述微透镜光纤的另一端与所述微细管的一端相连接，所述微细管的另一端与所述反射光纤相连接；
所述传输光纤、微透镜光纤、微细管及反射光纤具有相同的同轴度，所述微透镜光纤的界面和所述微细管的界面相平行，所述微细管的界面和所述反射光纤的界面相平行，以形成法布里-珀罗腔；
所述待测试系统发出光束至所述传输光纤，并通过所述传输光纤入射至所述微透镜光纤，所述微透镜光纤用于将所述光束进行光束准直操作，并射入所述微细管，所述光束从所述微细管射入所述反射光纤，并从所述反射光纤反射回所述微细管，在所述法布里-珀罗腔内进行光束干涉。进一步的，所述传输光纤为石英光纤。
为实现上述目的，本发明第二方面提供一种光纤弯曲传感器的制备方法，所述制备方法用于制备如第一方面所述的光纤弯曲传感器，所述制备方法包括：
将传输光纤的一端与微透镜光纤的一端相连接；
将所述微透镜光纤的另一端与微细管的一端相连接；
将所述微细管的另一端与反射光纤相连接。
进一步的，所述将所述微透镜光纤的另一端与微细管的一端相连接，之前还包括：
对所述微透镜光纤的另一端进行切割操作，得到1/4聚焦周期长度的微透镜光纤。
进一步的，所述对所述微透镜光纤的另一端进行切割操作，得到1/4聚焦周期长度的微透镜光纤，包括：
将光纤夹持装置安装在精密位移平台上，将所述微透镜光纤置于所述光纤夹持装置上，通过显微镜观察所述微透镜光纤和所述传输光纤的连接点和光纤精密切割刀的距离，在达到所述微透镜光纤的聚焦周期的1/4的位置进行切割操作，得到1/4聚焦周期长度的微透镜光纤。
进一步的，所述将所述微透镜光纤的另一端与微细管的一端相连接，包括：
利用光纤熔接机，将放电位置调控偏向进行切割操作后的微透镜光纤一端，采用低于熔接常规单模光纤的放电量及放电时间，将进行切割操作后的微透镜光纤一端与所述微细管的一端相连接。
进一步的，所述将所述微细管的另一端与反射光纤相连接，包括：
将放电位置调控偏向所述反射光纤的一端，采用低于熔接常规单模光纤的放电量及放电时间，将所述微细管的另一端与所述反射光纤的一端相连接，保持所述传输光纤、所述微透镜光纤、所述微细管及所述反射光纤的同轴度，保持所述微透镜光纤的界面和所述微细管的界面平行，保持所述微细管的界面和所述反射光纤的界面平行。
本发明提供一种光纤弯曲传感器，光纤弯曲传感器包括：传输光纤、微透镜光纤、微细管及反射光纤，传输光纤的一端与待测试系统相连接，传输光纤的另一端与微透镜光纤的一端相连接，微透镜光纤的另一端与微细管的一端相连接，微细管的另一端与反射光纤相连接，传输光纤、微透镜光纤、微细管及反射光纤具有相同的同轴度，微透镜光纤的界面和微细管的界面相平行，微细管的界面和反射光纤的界面相平行，以形成法布里-珀罗腔，待测试系统发出光束至微透镜光纤，待测试系统发出光束至传输光纤，并通过传输光纤入射至微透镜光纤，微透镜光纤用于将光束进行光束准直操作，并射入微细管，光束从微细管射入反射光纤，并从反射光纤反射回微细管，在法布里-珀罗腔内进行光束干涉。与现有技术相比，因为制备的光纤弯曲传感器中的，传输光纤、微透镜光纤、微细管及反射光纤具有相同的同轴度，且微透镜光纤的界面和微细管的界面相平行，微细管的界面和反射光纤的界面相平行，使得制备的法布里-珀罗腔具有较高的对比度，由此制备的光纤弯曲传感器的灵敏度高，测量更加准确。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明第一实施例提供的一种光纤弯曲传感器的结构示意图；
图2为本发明第二实施例提供的一种光纤弯曲传感器的制备方法的流程示意图；
图3为本发明第二实施例提供的一种光纤弯曲传感器的制备方法的另一流程示意图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
请参阅图1，图1为本发明第一实施例提供的一种光纤弯曲传感器的结构示意图，光纤弯曲传感器包括：传输光纤10、微透镜光纤20、微细管30及反射光纤40；
传输光纤10的一端与待测试系统相连接，传输光纤10的另一端与微透镜光纤20的一端相连接，微透镜光纤20的另一端与微细管30的一端相连接，微细管30的另一端与反射光纤40相连接；
传输光纤10、微透镜光纤20、微细管30及反射光纤40具有相同的同轴度，微透镜光纤20的界面和微细管30的界面相平行，微细管30的界面和反射光纤40的界面相平行，以形成法布里-珀罗腔；
待测试系统发出光束至传输光纤10，并通过传输光纤10入射至微透镜光纤20，微透镜光纤20用于将光束进行光束准直操作，并射入微细管30，光束从微细管30射入反射光纤40，并从反射光纤40反射回微细管30，在法布里-珀罗腔内进行光束干涉。
其中，传输光纤10为石英光纤。微透镜光纤20为具有微透镜作用的石英光纤。微细管30为具有中空结构的石英管。反射光纤40为石英光纤。
其中，传输光纤10、微透镜光纤20、微细管30及反射光纤40的材质是相同的。
其中，将传输光纤10、微透镜光纤20、微细管30及反射光纤40熔融相接的过程中，需要保持较高的机械强度，且减少微细管30的形变量。
需要说明的是，图1中的虚线仅为了区分传输光纤10、微透镜光纤20、微细管30及反射光纤40，不具有其他含义。
在本发明实施例中，提供了一种光纤弯曲传感器，光纤弯曲传感器包括：传输光纤10、微透镜光纤20、微细管30及反射光纤40，传输光纤10的一端与待测试系统相连接，传输光纤10的另一端与微透镜光纤20的一端相连接，微透镜光纤20的另一端与微细管30的一端相连接，微细管30的另一端与反射光纤40相连接，传输光纤10、微透镜光纤20、微细管30及反射光纤40具有相同的同轴度，微透镜光纤20的界面和微细管30的界面相平行，微细管30的界面和反射光纤40的界面相平行，以形成法布里-珀罗腔，待测试系统发出光束至传输光纤10，并通过传输光纤10入射至微透镜光纤20，微透镜光纤20用于将光束进行光束准直操作，并射入微细管30，光束从微细管30射入反射光纤40，并从反射光纤40反射回微细管30，在法布里-珀罗腔内进行光束干涉。与现有技术相比，因为制备的光纤弯曲传感器中的，传输光纤10、微透镜光纤20、微细管30及反射光纤40具有相同的同轴度，且微透镜光纤20的界面和微细管30的界面相平行，微细管30的界面和反射光纤40的界面相平行，使得制备的法布里-珀罗腔具有较高的对比度，由此制备的光纤弯曲传感器的灵敏度高，测量更加准确。
请参阅图2及图3，图2为本发明第二实施例提供的一种光纤弯曲传感器的制备方法的流程示意图，图3为本发明第二实施例提供的一种光纤弯曲传感器的制备方法的另一流程示意图，包括：
步骤201、将传输光纤10的一端与微透镜光纤20的一端相连接；
在本发明实施例中，如图3所示，将传输光纤10的一端b端和微透镜光纤20的一端c端相连接。
步骤202、对微透镜光纤20的另一端进行切割操作，得到1/4聚焦周期长度的微透镜光纤20；
在本发明实施例中，如图3所示，利用光纤精密切割刀50对微透镜光纤20的另一端d端进行切割操作，得到1/4聚焦周期长度的微透镜光纤20。
具体的，将光纤夹持装置安装在精密位移平台上，将微透镜光纤20置于光纤夹持装置上，通过显微镜观察微透镜光纤20的b端和传输光纤10c端的连接点和光纤精密切割刀50的距离，在达到微透镜光纤20的聚焦周期的1/4的位置进行切割操作，得到1/4聚焦周期长度的微透镜光纤20。此时，微透镜光纤20的另一端d端变成d1端。
步骤203、将微透镜光纤20的另一端d1端与微细管30的一端e端相连接；
在本发明实施例中，如图3所示，将微透镜光纤20的另一端d1端与微细管30的一端e端相连接。
具体的，利用光纤熔接机，将放电位置调控偏向进行切割操作后的微透镜光纤20一端d1端，采用低于熔接常规单模光纤的放电量及放电时间，将进行切割操作后的微透镜光纤20一端d1端与微细管30的一端e端相连接。
步骤204、将微细管30的另一端f端与反射光纤40相连接。
在本发明实施例中，如图3所示，将微细管30的另一端f端与反射光纤40的g端相连接。
具体的，将放电位置调控偏向反射光纤40的一端g端，采用低于熔接常规单模光纤的放电量及放电时间，将微细管30的另一端f端与反射光纤40的一端g端相连接，保持传输光纤10、微透镜光纤20、微细管30及反射光纤40的同轴度，保持微透镜光纤20的界面和微细管30的界面平行，保持微细管30的界面和反射光纤40的界面平行。
需要说明的是，图3中的虚线仅为了区分传输光纤10、微透镜光纤20、微细管30及反射光纤40，不具有其他含义。
在本发明实施例中，将传输光纤10的一端与微透镜光纤20的一端相连接，将微透镜光纤20的另一端与微细管30的一端相连接，将微细管30的另一端与反射光纤40相连接。因为制备的光纤弯曲传感器中的，传输光纤10、微透镜光纤20、微细管30及反射光纤40具有相同的同轴度，且微透镜光纤20的界面和微细管30的界面相平行，微细管30的界面和反射光纤40的界面相平行，使得制备的法布里-珀罗腔具有较高的对比度，由此制备的光纤弯曲传感器的灵敏度高，测量更加准确。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
以上为对本发明所提供的一种光纤弯曲传感器及光纤弯曲传感器的制备方法的描述，对于本领域的技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。