[发明专利]一种用于多参数测量的多参数传感器的制作方法

说明书

本发明提供一种用于多参数测量的多参数传感器的制作方法包括：a)搭建加工平台，加工平台包括800nm飞秒激光器、高精度三维运动平台、聚焦物镜和高反镜；b)在高精度三维运动平台上固定光纤夹具，将去除涂层的HI‑1060光纤固定在光纤夹具上；飞秒激光依次穿过半波片、偏振片、衰减片和窗口，经高反镜反射后由45倍的显微物镜聚焦至所述光纤夹具上的HI‑1060光纤，对HI‑1060光纤划线刻写，得到光栅周期为400um的长周期光纤光栅；c)重复步骤c)制作腔长为20um的光纤F‑P传感器；d)将步骤b)中制作得到长周期光纤光栅与步骤c)中制作得到光纤F‑P传感器通过级联的方式组成多参数传感器。本发明制作的多参数传感器实现同时测量温度、应变和折射率，并保证了测量的精度。

技术领域

本发明涉及光纤传感器技术领域，特别涉及一种用于多参数测量的多参数传感的制作方法。

背景技术

近年来，在光通信以及光纤传感领域长周期光纤光栅(LPFG)受到广泛关注。传统的光纤传感器多基于光强的测量，导致稳定性不高，而LPFG采用波长编码方式，不受光强的影响，稳定性能大大提高。此外，LPFG与布拉格光纤光栅相比周期较长，可达几十甚至几百微米，在传输过程中可以将纤芯基模中的能量耦合到各包层模中，因此LPFG对外界环境如温度、应变、折射率等具有更高的灵敏度。而现有技术中，为解决交叉传感问题，大部分都是将LPFG与其他光栅结构组合形成传感器，这些方法将传感结构复杂化的同时增大了传感器的体积。

因此，为了解决上述问题，需要一种用于多参数测量的多参数传感器的制作方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于多参数测量的多参数传感器的制作方法，所述方法包括：

a)搭建加工平台，所述加工平台包括800nm飞秒激光器、高精度三维运动平台、聚焦物镜和高反镜；

b)在所述高精度三维运动平台上固定光纤夹具，将去除涂层的HI-1060光纤固定在所述光纤夹具上；

在所述光纤夹具正上方布置所述高反镜，在所述高反镜前端依次布置所述800nm飞秒激光器、半波片、偏振片、衰减片和用于激光穿过的窗口，所述800nm飞秒激光器以划线的方式发射飞秒激光，所述飞秒激光依次穿过所述半波片、偏振片、衰减片和窗口，经所述高反镜反射后由45倍的显微物镜聚焦至所述光纤夹具上的HI-1060光纤，对所述HI-1060光纤划线刻写，得到光栅腔长为400um的长周期光纤光栅；

c)重复步骤c)制作周期为20um的光纤F-P传感器；

d)将步骤b)中制作得到长周期光纤光栅与步骤c)中制作得到光纤F-P传感器之间熔接隔离器，通过级联的方式组成多参数传感器。

优选地，在所述高反镜正上方布置电荷耦合器件，所述电荷耦合器观测激光的聚焦位置和激光对所述夹具上HI-1060光纤的加工形貌。

优选地，所述HI-1060光纤介于测试宽带光源与测试光谱分析仪之间，所述HI-1060光纤一端连接所述测试宽带光源，另一端连接所述测试光谱分析仪，所述测试光谱分析仪实时观测所述测试宽带光源发射的测试激光的透射光谱。

优选地，，所述测试宽带光源发射的测试激光的波长范围为1530nm～1610nm。

优选地，所述测试光谱分析仪的工作波长范围为1200nm～2400nm，最小分辨精度为0.05nm。

优选地，在所述HI-1060光纤刻写过程中，控制所述高精度三维运动平台的移动和所述窗口的闭合/开启，制作所述长周期光纤光栅。

优选地，所述HI-1060光纤的纤芯直径为6.2um，包层直径为125um。

优选地，所述显微物镜的放大倍数为45倍，数值孔径为0.75。