[发明专利]自动多波长全同光纤光栅串的制备装置与方法以及多波长全同光纤光栅串

权利要求书

1.一种自动多波长全同光纤光栅串的制备装置，其特征在于，延光纤运动方向依次包括：

放纤模块(Ⅰ)：用于固定光纤并将光纤输送至下一个模块进行处理；

热剥除模块(Ⅱ)：用于光纤涂覆层的剥除；

刻写模块(Ⅲ)：用于相位掩膜板的变换和光纤光栅的刻写；

涂覆模块(Ⅴ)：用于将涂覆层材料均匀涂在光纤表面；

固化模块(Ⅵ)：用于涂覆层涂料的固化，使光纤表面形成涂覆层；

喷涂模块(Ⅶ)：用于在每个光纤光栅的位置标记上相应的颜色，不同颜色对应不同中心波长的光纤光栅；

收纤模块(Ⅷ)：用于收集处理后的光纤光栅；

以及：

收紧模块(Ⅳ)：设置在刻写模块(Ⅲ)下方，用于调整该工位上光纤的张紧力；

在线监测模块(Ⅸ)：用于实时监测光纤光栅的加工质量；

计算机控制模块(Ⅹ)：分别与放纤模块、热剥除模块、刻写模块、收紧模块、涂覆模块、固化模块、喷涂模块、收纤模块和在线监测模块相连，用于对整套制备装置的控制。

2.根据权利要求1所述的自动多波长全同光纤光栅串的制备装置，其特征在于：所述放纤模块(Ⅰ)包括放纤绕盘(1)、设置在放纤绕盘(1)中间轴的第一光纤滑环(2)、设置在放纤轴(1)下方的第一导向轮(3)；所述收纤模块(Ⅷ)包括第二导向轮(13)和第三导向轮(16)、设置在第二导向轮(13)和第三导向轮(16)上方的辅助轮盘(14)、设置在辅助轮盘(14)上的旋转编码器(15)、设置在第三导向轮(16)旁的收纤绕盘(17)、以及设置在收纤绕盘(17)中间轴的第二光纤滑环(18)。

3.根据权利要求1所述的自动多波长全同光纤光栅串的制备装置，其特征在于：所述刻写模块(Ⅲ)包括相位掩膜板变换器(6)及刻制光栅光路系统，所述刻制光栅光路系统设置在相位掩膜板变换器(6)的下方，紧靠光纤；相位掩膜板变换器(6)设置在第一滑轮(5)和第二滑轮(7)之间且位于第一滑轮(5)和第二滑轮(7)上方。

4.根据权利要求3所述的自动多波长全同光纤光栅串的制备装置，其特征在于：所述收紧模块Ⅳ包括压紧推杆(8)、以及推动压紧推杆(8)的推杆电机(9)，压紧推杆(8)一端与一个U形固定架固定，U形固定架的两端设有滚轮，能够在压紧推杆(8)的作用下垂直往复运动，所述第一滑轮(5)和第二滑轮(7)设置在两个滚轮之间。

5.根据权利要求1所述的自动多波长全同光纤光栅串的制备装置，其特征在于：所述喷涂模块(Ⅶ)包括彩色自动喷涂机(12)，所述热剥除模块(Ⅱ)包括速热型电加热器、小型吸尘器、气密仓、剥离器；设置在气密仓中的速热型电加热器上的发热体有15～20cm长以及2～3cm宽；气密仓的顶部两侧安装有小型吸层器，吸层器的效率在15％以上；设置在气密仓中的剥离器位于发热体正上方的1～2cm范围以内，它具有耐受350℃以上高温的能力；剥离器内的一端具有两个动力小牵引轮，用于夹持住光纤并且将其往收纤盘的方向拉动，动力牵引轮拉动光纤的速度与光纤收纤盘的速度保持一致；剥离器内的另一端具有两个随动小牵引轮；在动力牵引轮与随动牵引轮之间有两个擦拭片，擦拭片耐350℃以上的高温，两个擦拭片相互咬合，形成一个直径128μm的圆孔，适应裸光纤的通过，同时擦干净融化的涂覆层；两个擦拭片既能够除去熔融的涂覆层材料，又不至于卡断光纤；两块擦拭片定期擦洗或者更换；气密仓由外接氮气加压锁紧，仅有进纤和出纤处与外界空气有些许接触，保证了外部的污染颗粒不会影响内部的涂覆层剥离。

6.根据权利要求1所述的自动多波长全同光纤光栅串的制备装置，其特征在于：所述在线监测模块(Ⅸ)包括与第二光纤滑环(18)连接的光谱分析仪(19)、宽带光源(20)、与宽带光源(20)连接的光隔离器(21)、光时域反射仪(23)、输入同时与光隔离器(21)和光时域反射仪(23)连接的光分路器(22)；所述光分路器(22)输出与第一光纤滑环(2)连接，其中，光谱分析仪(19)用于监测入射光谱形状、中心波长、带宽、反射率等；宽带光源(20)用于提供具有一定带宽的输入光；光隔离器(21)用于隔离反射光，以免损坏宽带光源；光分路器(22)用于将宽带光源(20)和光时域反射仪(23)的光合为一路输入；光时域反射仪(23)通过检测光纤背向散射光来监测各个光纤光栅之间的距离。