[发明专利]多芯光纤光栅、光纤传感器及多芯光纤光栅的制作方法

说明书

本发明实施例提供了一种多芯光纤光栅、光纤传感器及多芯光纤光栅的制作方法，涉及光纤传感器技术领域。所述多芯光纤光栅包括多个纤芯和包层。所述多个纤芯外包裹着所述包层。所述多个纤芯中的目标纤芯设置于所述包层的中心。当所述多芯光纤光栅产生弯曲应变时，每个所述纤芯的波长具有不同的应变响应规律，以测量所述多芯光纤光栅产生弯曲应变的幅度和方向。结构简单。

技术领域

本发明涉及光纤传感器技术领域，具体而言，涉及一种多芯光纤光栅、光纤传感器及多芯光纤光栅的制作方法。

背景技术

光纤传感器具有结构简单、环境耐受性好、抗电磁干扰、可远距离监测等诸多优点，已广泛应用于结构健康状态监测、电力系统安全监控、油气资源勘探开采和国防等等很多领域。基于光纤光栅的传感器是最主要的一类光纤传感器，用于测量各种温度、应力、应变等物理量。目前，常规的单芯光纤光栅传感器在制作工艺和工程应用中的研究已非常成熟。但为了消除温度和应变交叉敏感问题，每个传感器往往至少需要两只光纤光栅配合使用，而在较为复杂的结构应变的监测中，则需要更多的传感器来测量多维的结构应变，使得系统结构复杂，不便于工程应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多芯光纤光栅、光纤传感器及多芯光纤光栅的制作方法，以改善上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种多芯光纤光栅，所述多芯光纤光栅包括多个纤芯和包层。所述多个纤芯外包裹着所述包层。所述多个纤芯中的目标纤芯设置于所述包层的中心。当所述多芯光纤光栅产生弯曲应变时，每个所述纤芯的波长具有不同的应变响应规律，以测量所述多芯光纤光栅产生弯曲应变的幅度和方向。

进一步地，每个所述纤芯具有相同的结构尺寸和材料属性，包括弹光系数、热光系数和热膨胀系数。

进一步地，每个所述纤芯光栅具有相同的波长温度系数。

进一步地，上述多芯光纤光栅为单模光纤制作而成的光栅。

进一步地，上述多个纤芯的个数为大于1。

进一步地，上述多个纤芯为2、3、5或7个纤芯。

进一步地，上述多个纤芯为3个纤芯，所述3个纤芯包括第一纤芯、第二纤芯和第三纤芯。所述第一纤芯、所述第二纤芯和所述第三纤芯呈一列设置。所述第二纤芯设置于所述包层的中心。

第二方面，本发明实施例提供了一种光纤传感器，包括一个上述的多芯光纤光栅。

第三方面，本发明实施例提供了一种多芯光纤光栅的制作方法，应用于上述的多芯光纤光栅，所述方法包括：由相位掩膜板侧面曝光法对多芯光纤一次曝光制作形成多芯光纤光栅。

进一步地，所述由相位掩膜板侧面曝光法对多芯光纤一次曝光制作形成多芯光纤光栅，包括：将多芯光纤的待曝光区去除涂覆层后，将所述多芯光纤固定在一对光纤调节架上；紫外激光通过相位掩膜板对去除涂覆层后的待曝光区进行一次曝光，在所述多芯光纤中的所有纤芯上形成光纤光栅。

本发明实施例提供了一种多芯光纤光栅、光纤传感器及多芯光纤光栅的制作方法，所述多芯光纤光栅包括多个纤芯和包层。所述多个纤芯外包裹着所述包层。所述多个纤芯中的目标纤芯设置于所述包层的中心。当所述多芯光纤光栅产生弯曲应变时，每个所述纤芯的波长具有不同的应变响应规律，以测量所述多芯光纤光栅产生弯曲应变的幅度和方向。应变传感器结构简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的多芯光纤光栅的横截面结构图；