一种具有低温漂可填充的光纤FP传感器及其制备方法与流程

文档序号:19184211发布日期:2019-11-20 01:19阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种具有低温漂可填充的光纤fp传感器的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

s1、将毛细石英管(3)的端面磨平放置在光纤熔接机的一侧夹具上,第一光纤(1)去掉涂覆层,并使裸光纤长度大于毛细石英管(3)的一半的长度1mm-2mm,将第一光纤(1)放置在熔接机的另一侧夹具上;

s2、将第一光纤(1)对准插入毛细石英管(3),使第一光纤(1)的涂覆层端面距离毛细石英管(3)的端面1~1.5mm;

s3、整体移动第一光纤(1)与毛细石英管(3)的位置,使光纤熔接机的放电点位于毛细石英管(3)外侧壁上,第一个放电点远离毛细石英管(3)的左侧端面;控制放电强度,使第一光纤(1)和毛细石英管(3)实现部分熔接且第一光纤(1)与毛细石英管(3)间存在缝隙(7);

同样,再将第一光纤(1)向毛细石英管(3)内推进,整体移动第一光纤(1)与毛细石英管(3)的位置,使第二个放电点位于毛细石英管(3)的左侧端面和第一放电点之间;

最后将第一光纤(1)向毛细石英管(3)内再推进,整体移动第一光纤(1)与毛细石英管(3)的位置,使第三个放电点靠近毛细石英管(3)的左侧端面;放电熔接第三个熔接点,形成熔接区(5);

s4、重复上述步骤s1-s3在毛细石英管(3)另一端熔接第二光纤(2),第一光纤(1)和第二光纤(2)插入毛细石英管(3)后光纤端面形成fp腔,在插入和熔接过程中用光纤解调仪进行实时监控fp腔的光谱参数,调节第二光纤(2)的位置使光谱的参数符合要求,生成毛细石英管fp传感结构;

s5、将毛细石英管fp传感结构从光纤熔接机取出后,利用第一光纤(1)和第二光纤(2)与毛细石英管(3)间存在的缝隙(7)进行加压填充液态敏感材料(4);

s6、完成填充后用紫外光固化胶水(6)密封毛细石英管(3)的两个端面。

2.如权利要求1所述的具有低温漂可填充的光纤fp传感器的制备方法,其特征在于,步骤s5中,所述加压填充液态敏感材料(4)具体操作为:将毛细石英管fp传感结构其中一端的尾纤截去,用注射器转接头(8)将毛细石英管(3)和注射器(9)连接,并用融化的蜡密封连接处;注射器(9)先抽取一段空气,再将转接头内注入液态敏感材料(4),液态敏感材料(4)完全覆盖住毛细石英管(3),启动注射泵对注射器(9)加压直到毛细石英管(3)的另一端出现液态敏感材料(4)并且传感器的干涉光谱发生明显的变化,保持注射器(9)的压力。

3.如权利要求1或2所述的具有低温漂可填充的光纤fp传感器的制备方法,其特征在于,步骤s3中,将第一光纤(1)向毛细石英管(3)内推进的距离为1-3μm。

4.如权利要求1或2所述的具有低温漂可填充的光纤fp传感器的制备方法,其特征在于,步骤s3中,形成熔接区(5)后,将第一光纤(1)的夹具松开,毛细石英管(3)的夹具保持夹持,对第一光纤(1)施加一个1.5n的轴向力测试熔接的效果,若第一光纤(1)和毛细石英管(3)紧固则进行步骤s4,若第一光纤(1)从毛细石英管(3)中拉出则重复步骤s1-s3。

5.如权利要求3所述的具有低温漂可填充的光纤fp传感器的制备方法,其特征在于,步骤s3中,形成熔接区(5)后,将第一光纤(1)的夹具松开,毛细石英管(3)的夹具保持夹持,对第一光纤(1)施加一个1.5n的轴向力测试熔接的效果,若第一光纤(1)和毛细石英管(3)紧固则进行步骤s4,若第一光纤(1)从毛细石英管(3)中拉出则重复步骤s1-s3。

6.如权利要求1或2或5所述的具有低温漂可填充的光纤fp传感器的制备方法,其特征在于,步骤s6中,所述的紫外光固化胶水密封操作如下:将带有尾纤的毛细石英管(3),用紫外光固化胶水(6)密封快速固化,再将毛细石英管(3)从注射器转接头(8)上取下用紫外光固化胶水(6)密封毛细石英管(3)另一端。

7.如权利要求3所述的具有低温漂可填充的光纤fp传感器的制备方法,其特征在于,步骤s6中,所述的紫外光固化胶水密封操作如下:将带有尾纤的毛细石英管(3),用紫外光固化胶水(6)密封快速固化,再将毛细石英管(3)从注射器转接头(8)上取下用紫外光固化胶水(6)密封毛细石英管(3)另一端。

8.如权利要求4所述的具有低温漂可填充的光纤fp传感器的制备方法,其特征在于,步骤s6中,所述的紫外光固化胶水密封操作如下:将带有尾纤的毛细石英管(3),用紫外光固化胶水(6)密封快速固化,再将毛细石英管(3)从注射器转接头(8)上取下用紫外光固化胶水(6)密封毛细石英管(3)另一端。

9.如权利要求1或2或5所述的任一具有低温漂可填充的光纤fp传感器的制备方法得到的光纤fp传感器,其特征在于,所述的毛细石英管材料(3)的热膨胀系数小,毛细石英管的外径为1mm,内径大于单模光纤直径。


技术总结
本发明属于光纤传感技术领域,涉及一种具有低温漂可填充的光纤FP传感器及其制备方法。所述的制备方法包括如下步骤:将毛细石英管和光纤的端面处理平整并放置入光纤熔接机;利用光纤熔接机的对准机构将光纤插入毛细石英管形成FP腔;使光纤与毛细石英管在熔接区部分熔接固定并且光纤与毛细石英管间存在微小的缝隙;熔接好两端的光纤后利用缝隙进行加压填充液体敏感材料;填充完后用紫外光固化胶水密封毛细石英管端面。本发明的光纤FP传感器温度灵敏度低,制备简便,成本低,易填充敏感材料,具有广泛的应用前景,光纤FP结构的干涉腔长可以做的很短,输出的光能量损失较少,制作时传感器一致性好,腔长误差可以控制1μm。

技术研发人员:赵勇;李桂林;吕日清
受保护的技术使用者:东北大学
技术研发日:2019.07.29
技术公布日:2019.11.19
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