[发明专利]一种不同中心波长的光纤光栅连续刻写装置及方法

说明书

本发明涉及一种不同中心波长的光纤光栅连续刻写装置及方法，包括激光器、光阑、全反射镜、步进电机、滑轨装置、光纤检测装置、光纤光栅刻写平台；所述光纤光栅刻写平台设置有多个，在光学防震平台水平方向上由近及远依次设有与光纤光栅相等间距的光纤光栅刻写平台；所述步进电机控制全反射镜在滑轨装置上运动，所述光纤固定在光纤光栅刻写平台上，光纤一端与光纤检测装置相连，另一端外露在空气中。采用上述方案的有益效果是：通过步进电机控制控制全反射镜在滑轨装置上运动，代替相位掩模板的更换方式，在同一条光纤上连续刻写多个不同中心波长的光纤光栅，相比较后期多个光纤光栅进行熔接，提高光纤光栅串的质量和传输质量，满足光纤光栅的使用需求。

技术领域

本发明涉及光纤光栅刻写技术领域，尤其涉及一种不同中心波长的光纤光栅连续刻写装置及方法。

背景技术

光纤光栅传感器在传感领域有着广泛的应用，光纤光栅具有快速响应的特征，对所处范围的温度能快速反应，可制成响应快，灵敏度高和测量精度高的特性；光纤光栅传感器是由石英晶体制成，体积小，重量轻，结构简单，不导电，不易腐蚀。本身也不产生电磁干扰，可以广泛应用于输油管道、高压传输线路和核电站等高电磁、易燃易爆的场合进行探测。

目前制备光纤光栅的主要方法有相位掩模板发，逐点写入法和干涉法。其中，相位掩模板法采用248nm紫外激光器作为刻写光源，光束通过掩模板形成衍射条纹，利用±1级衍射条纹侧面曝光光纤制备光栅结构。该方法对光源要求较低，实际制备的光纤光栅的周期只取决于相位掩模板板条纹的周期，降低了光纤光栅制备工艺的难度。基于紫外激光的相位掩模板法是目前最为普遍采用的制备方法，是制备光纤光栅的标准工艺，该方法使得光纤光栅走向实用化和产业化。

同时，光栅传感器进行使用时多个传感器进行串联成一串使用时普遍的方式，串型使用时刻减少传感器和主机间连接的通道数目，减低设计难度，同时增加单个通道的传感器数目。目前的串联光纤传感器具采用单个生产的方式，后期通过连接器或者熔接的方式，减低了连接强度且成本增加。而直接在一条光纤上一次刻写多个光栅在传统光栅刻写方法中，需要在刻写的过程中多次更换相位掩模板，更换的过程耗费较多的人工成本，且相位掩模板更换的过程容易导致光路偏差，影响光栅刻写质量。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种不同中心波长的光纤光栅连续刻写装置及方法及方法，不手动更换相位掩模板的情况下在一条光纤指定位置上刻写多个不同中心波长的光栅，不同中心波长刻写的切换采用自动切换，满足多中心波长光栅串联型传感器的生产需求。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种不同中心波长的光纤光栅连续刻写装置及方法，包括激光器、光阑、全反射镜、步进电机、滑轨装置、光纤检测装置、光纤光栅刻写平台；所述光纤光栅刻写平台设置有多个，在光学防震平台水平方向上由近及远依次设有与光纤光栅相等间距的光纤光栅刻写平台；所述步进电机控制全反射镜在滑轨装置上运动，所述光纤固定在光纤光栅刻写平台上，光纤一端与光纤检测装置相连，另一端外露在空气中。

所述光纤光栅刻写平台还包括：光纤、光纤夹具、相位掩模板、柱面透镜，所述步进电机控制控制全反射镜在滑轨装置上运动后停止在与柱面透镜、相位掩模板和光纤夹具的光学中心都处于同一水平高度，且在同一直线上时停止，使得光学中心线和激光器的出光路成直角，所述光纤采用光纤夹具固定后的位置位于光路压缩成线斑的焦点位置。

所述全反射镜还包括：固定装置和移动装置，所述固定装置由第1步进电机、第2步进电机、导轨组成，所述还包括精丝杆、滑轨、滑块组成、粗丝杠；所述粗丝杆由第1步进电机牵引，带动第1滑块在第1滑轨上运动，第2滑轨固定在第1滑块上，第2步进电机牵引精丝杆带动第2滑块在第2滑轨上运动，全反射镜固定在支架上，支架固定在第2滑块上，光轴穿过全反射镜的光学中心，全反射镜自成一定角度。

一种不同中心波长的光纤光栅连续刻写装置及方法的方法，包括下述步骤：