本发明专利技术公开了一种用于对至少一个光纤光栅进行毛细管封装的可调节封装装置，其包括支座和封装组件，封装组件包括：滑轨，滑轨能够可释放、可变取向地安装在支座上；第一光纤固定装置，其可释放地置于滑轨的第一端；第二光纤固定装置，其可释放地置于滑轨的与所述第一端相对的第二端；至少两个毛细管固定装置，其可释放地置于滑轨上，位于第一光纤固定装置和第二光纤固定装置之间，使得光纤能够依次穿过第一光纤固定装置、固定在所述至少两个毛细管固定装置上的毛细管和第二光纤固定装置以将所述光纤的至少一个预定栅区的端部置于毛细管中；多个移动块，分别用于辅助将第一光纤固定装置、第二光纤固定装置和所述至少两个毛细管固定装置的每一个固定到滑轨上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于至少一个光纤光栅的可调节毛细管封装装置及封装方法，并且更具体地涉及用于对单光纤光栅和光纤光栅串两端进行灵活封装的封装装置及方法。
技术介绍
光纤光栅是利用光纤材料的光敏性，通过紫外光曝光的方法将入射光相干场图样写入纤芯，在纤芯内产生沿纤芯轴向的折射率周期性变化，从而形成永久性空间的相位光栅，其作用实质上是在纤芯内形成一个窄带的(透射或反射)滤波器或反射镜。当一束宽光谱光经过光纤光栅时，满足光纤光栅布拉格条件的波长将产生反射，其余的波长透过光纤光栅继续传输。由于光纤光栅具有体积小、熔接损耗小、全兼容于光纤、能埋入智能材料、抗腐蚀、抗电磁干扰等优点，并且其谐振波长对温度、应变、折射率、浓度等外界环境的变化比较敏感，因此在光纤通信和传感领域得到了广泛的应用。单模光纤的外径(纤芯和包层仅为125 μ m)很细，自身抗剪能力很差,再加之光栅写入时紫外光使无涂敷的光纤变脆，因此很容易脆断。同时外界的水分等也易使光特性发生改变，因此光栅写入后必须封装，才能应用。光纤光栅封装主要考虑如何保护纤细的光纤光栅，并将其集成在结构中进行准确的测量。对于不同的测量要求，需要开发相应的封装方式以适应不同的基体结构，目前普遍采用的封装方式有:栅区直接埋入材料；粘贴在材料表面和毛细管中；以及栅区两端夹持固定等方式。其中，前面几种都会多少引起光纤光栅啁啾，影响后续解调仪器波长解调，但是根据实际应用精度的要求可以采用给光栅施加应力等方式减少影响，而两端夹持固定方式可以最大的保留光纤光栅的原始特征。现有中国专利201310238250.4提出一种可对光纤光栅施加预应力并进行毛细管式增敏封装的装置，其结构是底座上设置燕尾导轨，燕尾导轨上设置左滑块、右滑块和中间滑块，左滑块上设置左微调平移台，右滑块上设右微调平移台，左微调平移台上设置左夹持垫片，右微调平移台上设置右夹持垫片，与左、右夹持垫片配合产生磁力的是强力磁铁，中间滑块上设置升降杆套，升降杆套设置与载物台连接的升降杆，载物台上设置一对毛细管固定夹。该专利的优点是能够保证光纤光栅在毛细管内很好的与轴线对中，缺点在于拓展性不强，不能用于多光纤光栅和多毛细管封装，且将光纤光栅埋在粘接剂中，虽然给光栅施加了应力，但是往往难以保证粘接剂均匀覆盖在栅区周围，容易引起啁啾。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述问题，本专利技术提供一种用于至少一个光纤光栅的可调节毛细管封装装置，其能够对单光纤光栅的两端和光纤光栅串(即光纤上包括多个栅区)的每个光栅的两端进行毛细管封装，并且封装距离可以调节。该封装装置包括支座和封装组件，所述封装组件包括: 滑轨，所述滑轨能够可释放、可变取向地安装在所述支座上； 第一光纤固定装置，其可释放地置于所述滑轨的第一端； 第二光纤固定装置，其可释放地置于所述滑轨的与所述第一端相对的第二端； 至少两个毛细管固定装置，其可释放地置于所述滑轨上，位于所述第一光纤固定装置和第二光纤固定装置之间，使得光纤能够依次穿过所述第一光纤固定装置、固定在所述至少毛细管固定装置上的毛细管和所述第二光纤固定装置以将所述光纤的至少一个预定栅区的端部置于所述毛细管中；以及 多个移动块，分别用于辅助将所述第一光纤固定装置、第二光纤固定装置和所述至少两个毛细管固定装置的每一个固定到所述滑轨上。该封装装置不需要将光纤栅区埋在粘接剂或其他材料中，仅需要将封装好的毛细管串通过机械方式固定在传感器结构上，解决了光纤光栅啁啾的问题，它具有结构紧凑，灵活性强、操作简单等优点。作为一个优选实施方式，所述滑轨设有从所述第一端沿所述滑轨的纵向延伸到所述第二端的第一卡槽和第二卡槽以及在所述第一端和第二端之间沿所述纵向延伸的长孔，所述第二卡槽与所述第一卡槽和所述长孔平行且连通，位于所述第一卡槽与所述长孔之间，所述第一光纤固定装置、第二光纤固定装置和所述至少两个毛细管固定装置每一个能够可滑动地、部分地插入所述第一卡槽，并且所述多个移动块能够可滑动地插入所述第二卡槽。优选的，所述第一卡槽能够为C形截面槽、V形截面槽，所述第二卡槽为方形截面槽。在本专利技术的一种实施方式,所述第一光纤固定装置和第二光纤固定装置每一个都包括光纤固定块、过渡块和压块，所述光纤固定块包括用于接合所述第一卡槽的第一部分和用于固定所述光纤的第二部分，所述光纤固定块的第一部分设有压槽，并且所述第一端和第二端上均设有对应的固定孔，所述紧固件穿过所述固定孔和所述移动块的螺纹通孔压在所述压槽上以将每个所述光纤固定块固定在所述滑轨上，所述光纤固定块的第二部分从所述滑轨伸出，所述光纤能够置于所述第二部分和所述过渡块之间，并且所述压块置于所述过渡块之上用于将所述光纤固定在所述第二部分上。进一步地，作为一种实例，所述压块和所述过渡块通过螺钉固定到所述第二部分上。优选地，所述压块由硬质材质制成，而所述过渡块由耐高温的弹性体制成。在本专利技术的另一种实施方式中，所述毛细管固定装置包括毛细管固定块，所述毛细管固定块包括用于接合所述第一卡槽的第一部分和用于固定毛细管的第二部分，所述毛细管固定块的第一部分设有压槽，所述紧固件穿过所述长孔和所述移动块的螺纹通孔顶在所述毛细管固定块的压槽上以便将所述毛细管固定块固定在所述滑轨上；所述毛细管固定块的第二部分从所述滑轨伸出，并且所述毛细管固定块的第二部分在其上设有用于接纳毛细管的毛细管槽和用于固定毛细管的固定孔。作为一种实例，螺钉能够穿过所述毛细管固定块的固定孔压住所述毛细管。在本专利技术的又一种实施方式中，紧固件为螺钉。在本专利技术的进一步的实施方式中，所述支座包括底座和直立的固定杆，所述固定杆固定在所述底座上，所述封装组件通过连接装置可释放地固定到所述固定杆上。本专利技术还提供利用上述封装装置来对至少一个光纤光栅进行毛细管封装的方法，其包括如下的步骤: 将封装组件水平地固定在支座上； 将毛细管固定在毛细管固定装置上； 使光纤穿过第一光纤固定装置、毛细管和第二光纤固定装置，使所述光纤的至少一个预定栅区的端部置于所述毛细管中； 通过第一光纤固定装置将光纤的第一端固定在滑轨的第一端上； 从滑轨的第二端向所述光纤的第二端施加预紧力，然后通过第二光纤固定装置将所述光纤的第二端固定在滑轨的第二端上； 改变所述封装组件的取向以便于给所述毛细管注胶；以及高温固化所述胶以将所述毛细管封装在所述预定栅区的端部上。可选地，该方法还包括剥掉所述预定栅区的端部的预定长度的涂覆层的步骤，例如当涂覆层为所述丙烯酸酯涂覆层时。替代地，有些类型的涂覆层不需要剥掉而能直接封装，例如当所述涂覆层为聚酰亚胺涂覆层时。作为一种实施方式，所述光纤包括η个预定栅区，以形成光纤光栅串，其中η为大于或等于I的整数，相应地，所述滑轨上设置有η+1个毛细管固定装置，用来固定η+1个毛细管。优选地，所述胶为环氧胶，所述预紧力通过在所述光纤的第二端上加上砝码来施加。作为一种优选实施方式，改变所述封装组件的取向为竖直方向以便于给所述毛细管注胶。进一步地，所述方法还包括将解调仪接入所述光纤的第一端以监测光栅波长的步骤。【附图说明】参考附图，下面将更详细地描述本专利技术的优选实施方式，其中: 图1是根据本专利技术的一个优选实施方式的用于光纤光栅的毛细管封装装置的示意立体图； 图本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于至少一个光纤光栅的可调节毛细管封装装置，其包括支座和封装组件，其特征在于，所述封装组件包括：滑轨，所述滑轨能够可释放、可变取向地安装在所述支座上；第一光纤固定装置，其可释放地置于所述滑轨的第一端；第二光纤固定装置，其可释放地置于所述滑轨的与所述第一端相对的第二端；至少两个毛细管固定装置，其可释放地置于所述滑轨上，位于所述第一光纤固定装置和第二光纤固定装置之间，使得光纤能够依次穿过所述第一光纤固定装置、固定在所述至少两个毛细管固定装置上的毛细管和所述第二光纤固定装置以将所述光纤的至少一个预定栅区的端部置于所述毛细管中；以及多个移动块，分别用于辅助将所述第一光纤固定装置、第二光纤固定装置和所述至少两个毛细管固定装置的每一个固定到所述滑轨上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姜婷，许明，毛献辉，
申请(专利权)人：同方威视技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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