[发明专利]一种带石墨烯涂层的长周期光纤光栅的制备方法及装置

权利要求书

1.一种带石墨烯涂层的长周期光纤光栅的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将聚酰亚胺光纤(1)固定于光纤固定座(23)，并调整所述光纤固定座(23)，使紫外激光器(22)发射的激光垂直射向所述聚酰亚胺光纤(1)；

步骤二：根据目标光栅的形状和周期，设定所述聚酰亚胺光纤(1)的运动参数和设定所述紫外激光器(22)的工作路径和移动速度；

步骤三：设定所述紫外激光器(22)的第一加工参数，所述第一加工参数包括所述紫外激光器(22)发射激光的第一激光能量P1和所述紫外激光器(22)循环所述工作路径的第一循环次数K1；

步骤四：将所述紫外激光器(22)的激光焦点定位在所述聚酰亚胺光纤(1)的轴心；

步骤五：所述聚酰亚胺光纤(1)按所述运动参数运动，所述紫外激光器(22)按所述工作路径、所述移动速度和所述第一加工参数运作，所述紫外激光器(22)射出的激光对所述聚酰亚胺光纤(1)的纤芯进行加工，在所述聚酰亚胺光纤(1)的内部形成折射率调制点，制成长周期光纤光栅；

步骤六：设定所述紫外激光器(22)的第二加工参数，所述第二加工参数包括所述紫外激光器(22)发射激光的第二激光能量P2和所述紫外激光器(22)循环所述工作路径的第二循环次数K2；

步骤七：设定离焦量Z2，根据所述离焦量Z2移动所述激光焦点，使所述激光焦点上移至所述聚酰亚胺光纤(1)的上表面的上方；

步骤八：所述聚酰亚胺光纤(1)按所述运动参数运动，所述紫外激光器(22)按所述工作路径、所述移动速度和所述第二加工参数运作，使所述紫外激光器(22)射出的激光分散地对所述聚酰亚胺光纤(1)的聚酰亚胺涂层(8)进行加工，形成与光栅位置对应的石墨烯涂层(5)；

步骤九：对所述聚酰亚胺光纤(1)进行性能检测。

2.根据权利要求1所述的一种带石墨烯涂层的长周期光纤光栅的制备方法，其特征在于：在所述步骤四中，将所述紫外激光器(22)的激光焦点定位在所述聚酰亚胺光纤(1)的轴心的过程为：

将所述激光焦点定位在所述聚酰亚胺光纤(1)的上表面；

将所述聚酰亚胺光纤(1)的半径值设定为所述激光焦点的下移量Z1，根据所述下移量Z1下移所述激光焦点，使所述激光焦点从所述聚酰亚胺光纤(1)的上表面下移至所述聚酰亚胺光纤(1)的纤芯轴心。

3.根据权利要求1所述的一种带石墨烯涂层的长周期光纤光栅的制备方法，其特征在于：在所述步骤二中，设定所述紫外激光器(22)的工作路径包括以下步骤，

绘制所述紫外激光器(22)刻制所述目标光栅的刻制路径(3)；

根据所述刻制路径(3)，绘制所述紫外激光器(22)完成全部所述刻制路径(4)的运动路径(4)；

将绘制好的所述刻制路径(3)和所述运动路径(4)导入到数控激光加工系统。

4.根据权利要求3所述的一种带石墨烯涂层的长周期光纤光栅的制备方法，其特征在于：所述目标光栅为圆环状光栅时，单个周期的所述刻制路径(3)为贯穿所述聚酰亚胺光纤(1)的直线，单个周期的所述刻制路径(3)垂直于所述聚酰亚胺光纤(1)的轴心，单个周期的所述刻制路径(3)的始端和终端均设置在所述聚酰亚胺光纤(1)外。

5.根据权利要求3所述的一种带石墨烯涂层的长周期光纤光栅的制备方法，其特征在于：所述目标光栅为螺纹状光栅时，单个周期的所述刻制路径(3)为直线，单个周期的所述刻制路径(3)与所述聚酰亚胺光纤(1)的轴心重合，其中，单个周期的所述刻制路径(3)的长度为L，所述紫外激光器(22)的移动速度为V，所述聚酰亚胺光纤(1)的旋转速度为w，三者之间的关系满足2πV＝Lw。