[发明专利]利用光纤光栅检测激光与物质相互作用热效应的方法

摘要

本发明属于光纤光栅传感技术领域，特别涉及利用Bragg光纤光栅检测激光与透明介质相互作用区域热效应的方法。该方法基于Bragg光纤光栅的温度灵敏性和高温稳定性，将入射激光束通过透镜聚焦后直接照射到写有光栅的光纤区域，温度敏感区域应整体置于激光可及的范围内。激光作用产生的热效应将会导致光栅光谱的变化，通过光谱分析仪进行检测得到Bragg谐振波长变化量，并结合光栅等时退火实验给出的波长-温度灵敏度，进而得到激光作用区域的等效温度，这样便可实现对激光与透明介质相互作用区域热效应的检测。本发明中光栅本身是温度检测器件和激光作用介质的有机结合体，能更有效的提高热效应检测的响应时间和效果。

主权项

利用光纤光栅检测激光与物质相互作用热效应的方法，其步骤如下：(1)制备作为温度敏感元件的Bragg光纤光栅制备Bragg光纤光栅的方法是相位掩模法、逐点扫描直写法或全息干涉法，制备Bragg光纤光栅所需的光纤材料是纯石英光纤、掺杂石英光纤、蓝宝石光纤、氟化玻璃光纤或光子晶体光纤；(2)绘制温度敏感元件的波长‑温度敏感特性曲线上述步骤制备的Bragg光纤光栅进行等时退火实验以分析温度敏感元件的温度灵敏特性，并绘制出波长‑温度敏感特性曲线；(3)搭建反射式或透射式热效应检测系统检测系统包括作为温度敏感元件的Bragg光纤光栅、宽带光源、以及用于记录反射谱或透射谱变化的光谱分析仪；Bragg光纤光栅的一端通过光纤环行器或耦合器连接宽带光源和光谱分析仪，另一端置于折射率匹配液中，构成反射式热效应检测系统，通过光谱分析仪用以检测和分析Bragg光纤光栅反射谱的变化；Bragg光纤光栅的两端分别连接宽带光源和光谱分析仪，构成透射式热效应检测系统，通过光谱分析仪用以检测和分析Bragg光纤光栅透射谱的变化；(4)使激光与温度敏感元件相互作用，检测Bragg光纤光栅的谐振波长并通过波长‑温度敏感特性曲线实现对激光与物质相互作用热效应的检测。