[发明专利]一种光纤光栅的全玻璃封装装置及封装方法

权利要求书

1.一种光纤光栅的全玻璃封装装置，其特征在于：包括光纤(1)、第一组推进轮(2)、光纤光栅(3)、第一激光器(4)、第二激光器(5)、第二组推进轮(6)、容器(7)、甘油(8)、第三组推进轮(9)、传感器基体模具(10)、玻璃熔液喷嘴(11)；所述第一组推进轮(2)、第二组推进轮(6)、第三组推进轮(9)从左至右依次布置，每组推进轮均包括上下两个滚轮，所述光纤(1)位于上、下滚轮之间并与滚轮表面接触；所述光纤光栅(3)位于光纤(1)上，所述第一激光器(4)和第二激光器(5)上下对应布置，位于第一组推进轮(2)和第二组推进轮(6)之间；所述容器(7)位于第二组推进轮(6)和第三组推进轮(9)之间，所述甘油(8)位于容器(7)内；所述传感器基体模具(10)位于第三组推进轮(9)的右侧，所述玻璃熔液喷嘴(11)位于传感器基体模具(10)的上方，用于向传感器基体模具(10)内喷出熔融状态的高温玻璃熔液。

2.根据权利要求1所述的一种光纤光栅的全玻璃封装装置，其特征在于：所述光纤(1)为二氧化硅材质的玻璃光纤，从里至外依次包括二氧化硅材质的纤芯(1-1)、二氧化硅材质的包层(1-2)以及丙烯酸酯材质的涂覆层(1-3)；所述光纤光栅(3)采用相位掩膜法刻写于光纤(1)的纤芯(1-1)内。

3.根据权利要求2所述的一种光纤光栅的全玻璃封装装置，其特征在于：所述第一激光器(4)和第二激光器(5)分别位于光纤(1)的上下方，向光纤(1)发出连续的高能激光，将前进运动中的光纤(1)表面的涂覆层(1-3)烧蚀剥离。

4.根据权利要求2所述的一种光纤光栅的全玻璃封装装置，其特征在于：所述容器(7)的两侧器壁上分别设置有同心的左侧孔(7-1)和右侧孔(7-2)，所述左侧孔(7-1)和右侧孔(7-2)的大小相同，两个孔的直径均比包层(1-2)的直径大0.1mm。

5.根据权利要求4所述的一种光纤光栅的全玻璃封装装置，其特征在于：所述甘油(8)的高度超过左侧孔(7-1)和右侧孔(7-2)。

6.根据权利要求5所述的一种光纤光栅的全玻璃封装装置，其特征在于：包覆有甘油(8)的光纤(1)中的光纤光栅(3)位于传感器基体模具(10)的中央，所述传感器基体模具(10)内部空间的结构形式根据实际需求进行设计。

7.根据权利要求6所述的一种光纤光栅的全玻璃封装装置，其特征在于：所述传感器基体模具(10)包括第一模具示例(10-1)和第二模具示例(10-2)。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种光纤光栅的全玻璃封装装置，其特征在于：所述第一组推进轮(2)、第二组推进轮(6)和第三组推进轮(9)的上滚轮逆时针转动，下滚轮顺时针滚动，用于带动光纤(1)前进。

9.根据权利要求8所述的一种光纤光栅的全玻璃封装装置，其特征在于：所述上滚轮、下滚轮的材质均为硅胶。

10.一种光纤光栅的全玻璃封装方法，其特征在于：采用如权利要求1-9中任一项所述的光纤光栅的全玻璃封装装置，包括以下步骤：

步骤一，将光纤(1)放入第一组推进轮(2)的两个滚轮之间，拉直光纤(1)后，放入第二组推进轮(6)的两个滚轮之间，启动第一组推进轮(2)和第二组推进轮(6)，光纤(1)前进，第一激光器(4)和第二激光器(5)发出激光，烧蚀剥离涂覆层(1-3)；

步骤二，去除涂覆层(1-3)后的光纤(1)进入装有甘油(8)的容器(7)内，包层(1-2)表面覆盖上一层甘油(8)，形成新的甘油保护层(1-4)，并继续运动至传感器基体模具(10)中，当光纤光栅(3)到达传感器基体模具(10)的中央位置时，第一组推进轮(2)、第二组推进轮(6)、第三组推进轮(9)均停止运行；

步骤三，玻璃熔液喷嘴(11)向传感器基体模具(10)内喷出熔融状态的、温度超过300℃的玻璃熔液，玻璃熔液与光纤(1)上的甘油保护层(1-4)首先接触，甘油保护层(1-4)起到保护包层(1-2)的作用，避免高温的玻璃熔液瞬间灼伤包层(1-2)，随后甘油保护层(1-4)在高温作用下快速燃烧气化释放，玻璃熔液与包层(1-2)融合固定，待玻璃熔液充满传感器基体模具(10)的空间后，停止注入；

步骤四，待冷却凝固后，玻璃熔液与光纤(1)形成同质的一体，完成封装。