[发明专利]制作应力折变型长周期光纤光栅的装置和方法

权利要求书

1.一种制作应力折变型长周期光纤光栅的装置，包括一台宽带光源（1）、一个CO₂激光器（2）、一个二轴控制平台（3）、一个单模光纤可调轴向拉力装置（4）以及一台光谱分析仪（5）和一台电脑（12），其特征在于所述宽带光源（1）和单模光纤可调轴向拉力装置（4）分别安置在所述二轴控制平台（3）横向轴的两端外，而所述CO₂激光器（2）安置在二轴控制平台（3）的纵向轴的一端外，可实现被加工的单模光纤（10）被夹紧在二轴控制平台（3）上呈一直线安置，从而一端连接到宽带光源（1），另一端连接到单模光纤可调轴向拉力装置（4），CO₂激光器（2）的CO₂激光扫描头（13）垂直接近安置在二轴控制平台（3）上的单模光纤（10）；所述光谱分析仪（5）的探测头接近处于单模光纤可调轴向拉力装置中受轴向拉力的单模光纤区段（11），监测光纤的透射谱变化；有一个电脑（12）连接所述CO₂激光器（2），该电脑（12）控制CO₂激光器（2）的输出功率。

2.根据权利要求1所述的制作应力折变型长周期光纤光栅的装置，其特征在于所述单模光纤可调轴向拉力装置（4）的结构是：一个移动控制平台（8）上安装一个弹簧秤（7），弹簧秤（7）的外壳上有弹簧拉力指针和标尺，其标度为0~500 g的拉力范围；弹簧秤（7）的弹簧拉力端固定在一个圆柱形玻璃棒（6）的下端，被加工的单模光纤在圆柱形玻璃棒（6）上盘卷数圈后端部粘贴固紧在圆柱形玻璃棒（6）上，所述光谱分析仪（5）的探测头接近盘卷在圆柱形玻璃棒（6）上已受拉力的单模光纤区段（11）；所述移动控制平台（8）有一个旋钮（9）控制该平台沿单模光纤轴向移动。

3.根据权利要求1或2所述的制作应力折变型长周期光纤光栅的装置，其特征在于所述CO₂激光器（2） 的全功率为10 W，所述单模光纤可调轴向拉力装置（4）的拉力范围为0~500 g，所述圆柱形玻璃棒（6）的直径为40~60 mm。

4.一种制作应力折变型长周期光纤光栅的方法，采用根据权利要求1所述的制作应力折变型长周期光纤光栅的装置进行制作，其特征在于制作步骤如下：

1）将去掉长约5 cm涂覆层的单模光纤（10）水平直线状态放置在二轴控制平台（3）上，并确保光纤轴线与CO₂激光焦斑平行，即先调好二轴控制平台与CO2激光器的相对位置，使二轴控制平台放置光纤处处于CO2激光器的扫描焦点范围内；用夹具把这根光纤靠近宽带光源的一端夹住；

2）对单模光纤（10）施加可任意调节的外部轴向拉力，首先，把去掉长约5cm涂覆层的单模光纤（10）未被夹具夹住的一端紧贴圆柱形玻璃棒（6）环绕几圈，即为缠绕在圆柱形玻璃棒（6）上的光纤区段（11），并用胶带粘牢；最后，通过顺时针或者逆时针旋转移动控制平台的旋钮（9）控制移动控制平台（8）沿光纤轴向正向或者反向移动，继而使弹簧秤（7）的指针对准的读数从0变大或从某一个不为零的读数变到0，达到对单模光纤施加范围为0到500 g力之间的任意值的轴向拉力的目的；

3）电脑（12）控制CO₂激光器（2）输出功率不大于1W的CO₂激光扫描头（13）扫描放置在二轴控制平台（3）上的被施加了外部轴向拉力的单模光纤（10）；

4）光谱分析仪（5）监测每次扫描过程后应力折变型长周期光纤光栅的透射谱的变化，动态分析施加了不同轴向拉力的单模光纤（10）中写入不同周期的长周期光纤光栅的情况。