[发明专利]一种基于侧面抛磨的多模光纤温度传感结构及其制备方法

说明书

本发明提供了一种基于侧面抛磨的多模光纤温度传感结构的制备方法，该方法使用多模光纤作为基底材料，通过抛磨机打磨出抛磨区，该方法操作简单，成本低，操作可精确控制，制备得到的多模光纤用于温度传感可灵敏的测定温度变化，测定的温度变化具有优良的线性。

技术领域

本发明涉及光纤器件领域，具体涉及一种基于侧面抛磨的多模光纤温度传感结构及其制备方法。

背景技术

很多种类的光纤结构和制备工艺被不断的提出并制备成不同类型的光纤温度传感器，其中研究比较多的光纤结构为光子晶体光纤、微纳光纤以及D型光纤等。然而受限于昂贵的价格，基于光子晶体光纤的湿度传感器无法得到广泛的生产和应用；微纳光纤是一种通过光纤拉锥技术将普通单模光纤熔融拉锥制备得到的，拉锥后的光纤直径一般只有几个微米，虽然其具有比较高的温度灵敏度，但是制备过程十分依赖操作者的经验，并且装配一套光纤拉锥系统需要比较高昂的成本；D型光纤可以通过光纤模具拉制而成，也可以利用光纤侧抛装置将普通单模光纤侧面抛磨制备得到，相比于上述的光子晶体光纤和微纳光纤，D型光纤的成本比较低，制备工艺也比较简单，但是抛磨时间比较长，而且抛磨后的光纤结构比较脆弱。

对于普通的单模-多模-单模光纤结构来说，它是一种比较简单的由一段多模光纤与两段单模光纤准直熔接制备而成的光纤结构。当光从单模光纤输入到多模光纤中时，单模光纤中的基模会激发多模光纤中高阶模式，这些模式会随着光在多模光纤中传输而互相干涉，这种现象就是多模干涉现象。另外除了可以沿多模光纤轴向传输的光场外，还存在垂直于轴向的倏逝场，这种倏逝场效应常被用来探测外界环境的变化，例如折射率、温度、浓度等。但是对于普通的单模-多模-单模光纤结构来说，由于多模光纤完整的包层阻止了倏逝场与外界环境的相互作用，所以无法有效的探测出外界环境中温度、湿度等物理量的变化。

发明内容

本发明为了解决现有技术中工艺复杂、制备精度无法把控和测量效果不佳等问题，提供了一种基于侧面抛磨的多模光纤温度传感结构及其制备方法，具体制备方法如下：

(1)取一段多模光纤，去除涂覆层，作为抛磨区；

(2)将步骤(1)中所述多模光纤固定在抛磨机上，对所述抛磨区进行持续打磨；

(3)每隔1h观察所述抛磨区的包层厚度，直至抛磨厚度达到50μm结束

所述多模光纤的长度大于20mm；

所述抛磨区长度为20mm；

所述抛磨机为轮式抛磨机

所述观察所述抛磨区的包层厚度是使用自带望远镜系统观察；

本发明还提供了一种由上述制备方法制备的基于侧面抛磨的多模光纤温度传感结构。

与现有技术相比较，本发明的有益之处在于：

本发明提供了一种基于侧面抛磨的多模光纤温度传感结构的制备方法，该方法使用多模光纤作为基底材料，通过抛磨机打磨出抛磨区，该方法操作简单，成本低，操作可精确控制，制备得到的多模光纤用于温度传感可灵敏的测定温度变化，测定的温度变化具有优良的线性。

附图说明

图1为实施例中使用的侧面抛磨机结构图；

图2为实施例中具有抛磨区的多模光纤结构图；

图3为试验例中多模光纤温度传感测试系统结构图；

图4为试验例中多模光纤温度传感测试中得到的干涉图；

图5为试验例中根据波长偏移量和温度的关系绘制的波长偏移量-温度拟合曲线。

附图标记说明：