[发明专利]用于光纤加速度计的低蠕变光纤盘及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤加速度计用的光纤盘，尤其是涉及一种用于光纤加速度计的低蠕变光纤盘及其制作方法。

技术背景

加速度计是一种测量加速度的惯性传感器件，在许多领域都有广泛而重要的应用。采用弹性圆盘结构的相位调制型光纤加速度计，不仅结构简单，易于制作，同时具有高精度、低交叉响应、高带宽等优势。

随着测量与惯性技术的发展，对加速度计的精度等指标要求越来越高。光纤相位型加速度计在精度上具有很大的潜力，但是它基于柔性盘形变对光纤的应力作用来传感，通常金属或其他弹性材料制作的柔性盘存在相当的蠕变，造成应力不断的缓慢变化。这个微小的应力变化将对光波相位产生持续的影响从而导致测量结果的长期漂移、信号不稳甚至无法测得所需数据。还有光纤包层的蠕变以及胶量的不均匀导致长期的应力释放并随环境而变化，也令加速度测量不稳定、不可靠。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于光纤加速度计的低蠕变光纤盘及其制作方法。采用晶体盘做光纤柔性盘的支撑，通过微加工手段在晶体盘上制作出微型凸台对光纤定位，并用甩胶的方法控制用胶量且保证均匀性，以及使用除去外涂覆层的裸光纤达到低蠕变的目的。

本发明采用的技术方案是：

一、一种用于光纤加速度计的低蠕变光纤盘：

在晶体盘两面光刻有微型凸台，在微型凸台间形成螺旋式的凹槽，凹槽内用胶体固定单层裸光纤，在晶体盘两面分别形成对称布置的第一光纤盘和第二光纤盘。

所述的微型凸台的高度为h微米，则微型凸台的宽度w为                                               微米，其中为裸光纤直径，单位为微米，光纤盘内径减去w/2所得的尺寸作为起始微型凸台中心线的位置，相邻两微型凸台中心线间距离均为微米。

二、一种用于光纤加速度计的低蠕变光纤盘的制作方法，该方法的步骤如下：

1）除去光纤的外涂敷层得到裸光纤；

2）在第一挡板的一面涂有易溶于有机溶剂的胶体，并用第一挡板涂有易溶于有机溶剂的胶体的一面与中心有凸台的第二挡板组成绕裸光纤环的两定位面，两定位面间距离由凸台决定，用绕线机将裸光纤沿凸台外径，凸台外径即光纤盘内径以螺旋式单层布满两定位面之间，形成第一光纤盘；

3）从绕线机上取下中间嵌有第一光纤盘的两定位面，加热固化易溶于有机溶剂的胶体；

4）在晶体盘前表面上用光刻的方法制作微型凸台，在螺旋式的凹槽内甩涂一层不溶于有机溶剂的胶体；

5）将固化后的第二挡板移除，将带有第一光纤环的第一挡板与晶体盘一面贴合并固化晶体盘与第一光纤盘之间的不溶于有机溶剂的胶体；

6）用有机溶剂丙酮浸泡去除第一挡板上的易溶于有机溶剂的胶体，使第一光纤盘与第一挡板脱离；

7）重复上述1）、2）的步骤得到第二光纤盘，再利用它重复3）-6）的步骤得到两面粘好裸光纤的晶体盘。

所述的易溶于有机溶剂的胶体为丙烯酸酯或其它溶于丙酮的胶体；所述的不溶于有机溶剂的胶体为紫外固化胶。

本发明具有的有益效果是：

本发明将用晶体做光纤柔性盘的支撑，通过微加工手段在晶体盘上制作出微型凸台对光纤定位，并用甩胶的方法控制用胶量且保证均匀性，以及使用除去外涂覆层的裸光纤制备低蠕变光纤盘。本发明制备的低蠕变光纤盘不会导致长期的应力释放并随环境而变化，使加速度测量稳定、可靠。

附图说明

图1是晶体盘前表面结构示意图。

图2是图1晶体盘侧面中心剖面结构示意图。

图3是第一挡板表面结构示意图。

图4是绕环时两定位面结构与裸光纤位置示意图。

图5是刚滴入胶体时的晶体盘甩胶示意图。

图6是甩胶后晶体盘凹槽内胶体分布示意图。

图7是裸光纤固定在甩胶晶体盘的结构示意图。

图8是将裸光纤盘固定在晶体盘面示意图。

图9是溶解光纤外涂覆层的溶解腔剖图。

图10是溶解腔侧视图。