[发明专利]光纤光栅方向性压力传感器、光纤光栅制备方法及装置

权利要求书

1.一种光纤光栅方向性压力传感器，其特征在于，包括双边孔光纤、承重板、受力板和光谱分析模块：

所述双边孔光纤放置在所述承重板和所述受力板之间，所述双边孔光纤的输出端与所述光谱分析模块连接；

所述双边孔光纤包括光纤包层、置于所述光纤包层中的光纤纤芯和两个空气孔，两个所述空气孔位于所述光纤纤芯两端，所述光纤纤芯中还写制有具有方向性的布拉格光栅；

所述空气孔的直径大于所述光纤纤芯的直径，且小于所述光纤包层的半径；

所述双边孔光纤，用于接入测量光束，通过所述布拉格光栅折射后，输出试验光束至所述光谱分析模块；

所述光谱分析模块，用于解调所述试验光束的光谱，获得施加于所述受力板上的力的大小和方向。

2.如权利要求1所述的光纤光栅方向性压力传感器，其特征在于，还包括双边孔支撑光纤；

所述双边孔支撑光纤与所述双边孔光纤并列放置在所述承重板和所述受力板之间。

3.如权利要求1所述的双边孔光纤光栅压力传感器，其特征在于，两个所述空气孔的圆心与所述光纤纤芯的圆心在同一直线上。

4.如权利要求1所述的光纤光栅方向性压力传感器，其特征在于，所述布拉格光栅的长度为535um。

5.一种光纤光栅制备方法，其特征在于，应用于光纤光栅方向性压力传感器的制备，包括：

构建光栅写制系统；

通过所述光栅写制系统在双边孔光纤中写制具有方向性的布拉格光栅；

将写制有布拉格光栅的双边孔光纤，放置在承重板和受力板之间，并将其输出端与光谱分析模块连接。

6.如权利要求5所述的光纤光栅制备方法，其特征在于，构建光栅写制系统之后，通过所述光栅写制系统在双边孔光纤中写制具有方向性的布拉格光栅之前，包括：

对双边孔光纤进行载氢处理。

7.如权利要求5所述的光纤光栅制备方法，其特征在于，通过所述光栅写制系统在双边孔光纤中写制具有方向性的布拉格光栅，包括：

在所述双边孔光纤中标定光栅加工位置，并标定所述双边孔光纤的进行方向；

调整所述双边孔光纤的位置，以使所述光栅制备系统在所述光栅加工位置聚焦；

在所述光栅写制系统对所述双边孔光纤进行加工时，获取所述布拉格光栅的透射谱；

根据所述透射谱，分析光谱质量和谐振峰位置的变化；

根据光谱质量和谐振峰位置的变化，判断所述布拉格光栅是否写制完成。

8.一种光纤光栅制备装置，其特征在于，应用于光纤光栅方向性压力传感器的制备，包括高温高压反应釜、电荷藕合器件图像传感器CCD、紫外激光器、光源、透镜组、相位掩模板、电动旋转夹具、三维调整架、PC模块和透射光分析模块；

所述紫外激光器、所述透镜组和所述相位掩模板依次连接；

所述电动旋转夹具中放置有双边孔光纤，所述电动旋转夹具置于所述三维调整架上，所述PC模块置于所述电动旋转夹具上，并与CCD连接；

所述相位掩模板置于所述双边孔光纤上方，在所述双边孔光纤上聚焦光束，所述透射光分析模块与所述双边孔光纤输出端连接，所述光源与所述双边孔光纤输入端连接；

所述高温高压反应釜，用于对所述双边孔光纤进行载氢；

所述CCD，用于双边孔方向的标定；

所述紫外激光器，用于在所述双边孔光纤中写制布拉格光栅时提供相干光；

所述透镜组，用于对所述相干光进行处理，并使所述相干光聚焦；

所述相位掩模板，用于根据聚焦后的所述相干光，衍射不同级次光束至所述双边孔光纤上，根据标定的方向进行所述布拉格光栅的写制；

所述电动旋转夹具，用于固定光纤位置与旋转方向；

所述三维调整架，用于调整所述双边孔光纤位置；

所述PC模块，用于显示CCD成像以及控制所述电动旋转夹具的方向；

所述透射光分析模块，用于采集分析所述布拉格光栅中的透射光信号。

9.如权利要求8所述的光纤光栅制备装置，其特征在于，所述透镜组包括依次排布的反射镜、光阑和柱透镜。