[发明专利]涂覆层紫外透明啁啾弱光纤光栅增强OFDR信噪比及其制备方法

权利要求书

1.一种利用涂覆层紫外透明啁啾弱光纤光栅增强OFDR信噪比的方法，其特征在于使用涂覆层紫外透明啁啾弱光纤光栅作为OFDR分布传感系统的传感光纤，提高OFDR分布传感系统测量光信号的强度，在传感光纤测量应变或温度前，OFDR分布传感系统实施一次测量，获得传感光纤各位置处的近似“高斯”型的参考反射光谱并记录反射光谱数据，在传感光纤测量应变或温度后，OFDR分布传感系统再实施一次测量，获得传感光纤各位置处的近似“高斯”型的测量反射光谱，而后提取传感光纤各位置参考与测量反射光谱中心波长的偏移量，根据应变或温度与反射光谱中心波长偏移量的关系，解调传感光纤各位置的应变或温度。

2.根据权利要求1所述的一种利用涂覆层紫外透明啁啾弱光纤光栅增强OFDR信噪比的方法，其特征在于：提取涂覆层透明啁啾弱光纤光栅各位置反射光谱中心波长的偏移量的过程可以是，计算两次近似“高斯”型反射光谱拟合中心值对应光波长的差值。

3.根据权利要求1所述的一种利用涂覆层紫外透明啁啾弱光纤光栅增强OFDR信噪比的方法，其特征在于：提取涂覆层透明啁啾弱光纤光栅各位置反射光谱中心波长的偏移量的过程可以是，将应变或温度传感前后的涂覆层紫外透明啁啾弱光纤光栅各对应位置处的近似“高斯”型的反射光谱作互相关运算，提取各位置光谱互相关信号的中心峰值偏移量。

4.根据权利要求1所述的一种利用涂覆层紫外透明啁啾弱光纤光栅增强OFDR信噪比的方法，其特征在于：涂覆层紫外透明啁啾弱光纤光栅可以是空间连续相连的周期线性啁啾光纤光栅，还可以是空间不连续的周期线性啁啾光纤光栅。

5.根据权利要求1所述的一种利用涂覆层紫外透明啁啾弱光纤光栅增强OFDR信噪比的方法，其特征在于：涂覆层紫外透明啁啾弱光纤光栅的周期可以是由大到小连续排列，还可以是由小到大连续排列，还可以是由大到小再由小到大连续排列。

6.根据权利要求1所述的一种利用涂覆层紫外透明啁啾弱光纤光栅增强OFDR信噪比的方法，其特征在于：每个涂覆层紫外透明啁啾弱光纤光栅区域的反射率范围为1×10^-8至1×10^-2，可根据OFDR分布传感系统的传感距离与预期的反射信号强度进行设计。

7.一种利用紫外涂覆层透明啁啾弱光纤光栅的制备方法，其特征在于该方法包含以下步骤：

第一步、获得紫外光照射时间与光纤光栅反射率的关系曲线，宽带光源(61)由光纤(62)一端进入，经过光纤(62)传输后进入光谱仪(63)，光谱仪测量得到光谱是宽带光源经过光纤(62)的透射光谱，而后设置紫外光(64)的功率，紫外光(64)经过柱透镜(65)聚焦、电控可调光阑(66)和相位掩膜板(67)聚焦在光纤(62)的纤芯，在光纤(62)的纤芯上刻写光纤光栅，记录曝光时间以及光谱仪(63)测量得到光谱的凹陷，光谱仪(63)测量得到光谱的凹陷即是曝光区域刻写光纤光栅反射率，可得到紫外光照射时间与光纤光栅反射率的关系曲线；

第二步、刻写涂覆层紫外透明连续啁啾弱光纤光栅，根据涂覆层紫外透明啁啾弱光纤光栅反射率的设计值和紫外光照射时间与光纤光栅反射率的关系曲线，计算曝光区域内刻写光纤光栅的曝光时间，光纤(62)安装在四个直线排列的转动传送轮(68a)、(68b)、(68c)、(68d)上，边缘与中心传送轮间的两段光纤(62)分别挂有砝码(69a)和(69b)提供固定的张紧力，光纤(62)在传送轮(68a)、(68b)、(68c)、(68d)带动下沿一个方向直线运动，在两端分别有两个光纤缠绕盘(610a)和(610b)用于释放和收集光纤(62)，控制系统(611)经过电缆(612a)、(612b)、(612c)、(612d)、(612e)与电控可调光阑(65)和四个传送轮(68a)、(68b)、(68c)、(68d)连接，在控制系统(611)的控制下刻写紫外透明啁啾弱光纤光栅。