[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

说明书

技术领域

本发明涉及光纤传感系统中光纤光栅的制备，具体涉及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。

背景技术

光纤光栅是一种使光纤纤芯的折射率发生轴向周期性调制而形成的无源光器件。由于光栅光纤具有体积小、熔接损耗小、全兼容于光纤、能埋入智能材料等优点，并且其谐振波长对温度、应变、折射率、浓度等外界环境的变化比较敏感，因此在光纤传感领域得到了广泛的应用。

光纤光栅的制作方法主要有内部写入法、侧面全息曝光法、相位掩膜法及逐点写入法，其中相位掩膜法是目前来说使用最广泛的一种方法。相位掩膜具有压制零级，增强一级衍射的功能。紫外光经过掩膜相位调制后衍射到光纤上形成干涉条纹，刻入光纤形成光栅。这种方法不依赖于入射光波长，只与相位光栅的周期有关。因此，对光源的相干性要求不高，简化了光纤光栅的制造系统。

目前对光纤光栅串的制备多采用手动的方法，存在生产效率低、加工过程繁琐、质量稳定性差等缺点,很难满足工业大规模生产的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种自动多波长全同光纤光栅串的制备装置与方法，能够克服上述光纤光栅制备装置的问题，针对多种光纤，使用相位掩膜法制备出多波长全同光纤光栅串，光栅的间距和中心波长可根据需要灵活设置；在制备的过程中实现了在线监测，其生产效率高，得到的成品光纤光栅串品质一致性好。

为了解决上述技术问题，本发明提供的一种自动多波长全同光纤光栅的制备装置，其特征在于，延光纤运动方向依次包括：

放纤模块：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：用于光纤涂覆层的剥除；

刻写模块：用于相位掩膜板的变换和光纤光栅的刻写；

涂覆模块：用于将涂覆层材料均匀涂在光纤表面。

固化模块：用于涂覆层涂料的固化，使光纤表面形成涂覆层；

喷涂模块：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：用于收集处理后的光纤光栅；

以及：

收紧模块：设置在刻写模块下方，用于调整该工位上光纤的张紧力；

在线监测模块：用于实时监测光纤光栅的加工质量；

计算机控制模块：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。

在上述的自动多波长全同光纤光栅串的制备装置，所述放纤模块包括放纤绕盘、设置在放纤绕盘中间轴的第一光纤滑环、设置在放纤绕盘下方的第一导向轮；所述收纤模块包括第二导向轮和第三导向轮、设置在第二导向轮和第三导向轮上方的辅助轮盘、设置在辅助轮盘上的旋转编码器、设置在第三导向轮旁的收纤绕盘、以及设置在收纤绕盘中间轴的第二光纤滑环。

在上述的自动多波长全同光纤光栅串的制备装置，所述刻写模块包括相位掩膜板变换器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的下方，紧靠光纤；相位掩膜板变换器设置在第一滑轮和第二滑轮之间且位于第一滑轮和第二滑轮上方。

在上述的自动多波长全同光纤光栅串的制备装置，所述收紧模块Ⅳ包括压紧推杆、以及推动压紧推杆的推杆电机，压紧推杆一端与一个U形固定架固定，U形固定架的两端设有滚轮，能够在压紧推杆的作用下垂直往复运动，所述第一滑轮和第二滑轮设置在两个滚轮之间。