一种新型光纤光栅磨损测量传感器制造技术

本发明专利技术公开一种新型光纤光栅磨损测量传感器，包括投光部分、光纤组件、定向耦合器、滤光片、波长鉴别器、光探测组件；能够在被测对象被磨损的同时，传感器随着被测对象的磨损而同时被磨损；当啁啾光栅的栅区长度发生形变时，每个光纤布拉格光栅能够反射不同的光的波长，对应的反射光的光谱也会发生变化，随着光纤光栅的磨损，反射光光谱的宽度也会相应变化，从而根据反射光光谱宽度计算出磨损量，能够更加有效便捷地测量磨损度。有效便捷地测量磨损度。有效便捷地测量磨损度。

【技术实现步骤摘要】
一种新型光纤光栅磨损测量传感器


[0001]本专利技术专利属于光纤传感
，特别是涉及一种新型光纤光栅磨损测量传感器。

技术介绍

[0002]光纤光栅是一种新型的光子器件，它是在光纤中建立起的一种空间周期性的折射率分布，可以改变和控制光在光纤中的传播行为。
[0003]啁啾光纤光栅(chirpedFBG又称CFBG)一般制做于普通单模光纤或是与之兼容的特殊光纤上，且长度很短，所以附加损耗很小，而且几乎不受光纤非线性影响，啁啾光纤光栅通常对信道分别进行补偿，可以通过设计，很方便在色散补偿的同时买现色散斜率补偿，并且还对放大器的ASE噪声有附加的滤波功能。容易实现器件的小型化。利用啁啾光纤光栅进行色散补偿可以说是应用前景好的一种方案，啁啾光纤光栅还可用于多波长光源的稳定合成、短光纤激光的整形、以及制作稳定连续波和可调锁模外腔半导体激光。光纤光栅传感解调技术中，也需要用到具有特殊反射波形的啁啾光纤光栅。
[0004]目前常用的磨损传感器，以电子类的传感器居多，这种传感器在检测和测量的过程中，精度无法保证。

技术实现思路

[0005]本专利技术涉及一种新型光纤光栅磨损测量传感器，包括：投光部分、光纤组件、定向耦合器、滤光片、波长鉴别器、光探测组件；其中：
[0006]所述投光部分为激光二极管，用以产生入射光束；
[0007]所述投光部分后设有定向耦合器，用以耦合所述投光部分的部分射频功率并将其传递到所述光纤组件；
[0008]所述光纤组件包括光纤部分和光纤头受光部分，所述光纤部分由封装基底、光纤芯和纤芯构成，所述纤芯内通过飞秒激光脉冲写入技术写入有啁啾光栅；所述光纤头受光部分用以接收投光部分发射的入射光束；
[0009]滤光片，其用于过滤所述光探测组件所需要的特定波长的光线，并将其传递到所述光探测组件和所述波长鉴别器上；
[0010]所述光探测组件，其能够检测啁啾光栅的反射波长并能够检测出入射到其面上的光功率，并将光功率的变化转化为相应的电流信号；
[0011]所述波长鉴别器，能够识别所述光纤组件内啁啾光栅的反射波长。
[0012]进一步地，所述光纤组件采用铜片作为基片进行封装，所述纤芯内纤芯至少拥有一根，且纤芯内均拥有至少一组啁啾光栅；各啁啾光栅呈线性阵列分布，且各啁啾光栅反射的光束波长相等，封装步骤如下：
[0013](1)选取封装铜片；
[0014](2)根据光纤光栅粗细，在铜片上刻画相应大小的细槽；
[0015](3)将光纤光栅放在铜片细槽内，并给光纤光栅一定的预应力；
[0016](4)并在(3)完成后，采用注射器向铜片细槽中注胶，并对胶加热，并保证胶不要溢出细槽；
[0017](5)带胶固化后再铜片的两端加上弹性保护套，以完成封装。
[0018]进一步地，所述啁啾光栅的栅格周期沿轴向变化，不同的栅格周期能够对应不同的布拉格反射波长，当啁啾光栅的栅区长度发生形变时，每个光纤布拉格光栅能够反射不同的光的波长，对应的反射光的光谱也会发生变化。
[0019]进一步地，步骤(4)中对胶加热刻增加胶的密实度，减少气泡的形成。
[0020]进一步地，随着光纤光栅的磨损，反射光光谱的宽度也会相应变化，从而根据反射光光谱宽度计算出磨损量。
[0021]本专利技术的有益效果如下：
[0022]能够在被测对象被磨损的同时，传感器随着被测对象的磨损而同时被磨损；当啁啾光栅的栅区长度发生形变时，每个光纤布拉格光栅能够反射不同的光的波长，对应的反射光的光谱也会发生变化，随着光纤光栅的磨损，反射光光谱的宽度也会相应变化，从而根据反射光光谱宽度计算出磨损量，能够更加有效便捷地测量磨损度。
附图说明
[0023]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。
[0024]图1是本专利技术以圆柱形为例，封装完成后的正面视图；
[0025]图2是本专利技术以圆柱形为例，封装完成后传感器剖面视图；
[0026]图3是本专利技术光纤组件的结构示意图；
[0027]图4是本专利技术的示意性平面图。
[0028]附图标记如下：投光部分1、光纤组件2、定向耦合器3、滤光片4、波长鉴别器5、光探测组件6、封装基底7、光纤芯8、纤芯9、啁啾光栅10。
具体实施方式
[0029]为了使本专利技术的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本专利技术作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0030]下面参照附图来描述本专利技术的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本专利技术的技术原理，并非在限制本专利技术的保护范围。
[0031]以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。
[0032]请参阅图1
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图4所示，其为本专利技术所述的一种新型光纤光栅磨损测量传感器，包括：投光部分1、光纤组件2、定向耦合器3、滤光片4、波长鉴别器5、光探测组件6；其中：所述投光部分1为激光二极管，用以产生入射光束；所述投光部分1后设有定向耦合器3，用以耦合所述投光部分1的部分射频功率并将其传递到所述光纤组件2；所述光纤组件2包括光纤部分和光纤头受光部分，所述光纤部分由封装基底7、光纤芯8和纤芯9构成，所述纤芯9内通过飞秒激光脉冲写入技术写入有啁啾光栅10；所述光纤头受光部分用以接收投光部分1发射的入射光束；滤光片4，其用于过滤所述光探测组件6所需要的特定波长的光线，并将其传递到所述光探测组件6和所述波长鉴别器5上；所述光探测组件6，其能够检测啁啾光栅10的
反射波长并能够检测出入射到其面上的光功率，并将光功率的变化转化为相应的电流信号；所述波长鉴别器5，能够识别所述光纤组件6内啁啾光栅的反射波长；所述光纤组件6采用铜片作为基片进行封装，所述光纤芯8内纤芯9至少拥有一根，且纤芯9内均拥有至少一组啁啾光栅10；各啁啾光栅10呈线性阵列分布，且各啁啾光栅10反射的光束波长相等，封装步骤如下：(1)选取封装铜片；(2)根据光纤光栅粗细，在铜片上刻画相应大小的细槽；(3)将光纤光栅放在铜片细槽内，并给光纤光栅一定的预应力；(4)并在(3)完成后，采用注射器向铜片细槽中注胶，并对胶加热，并保证胶不要溢出细槽；(5)带胶固化后再铜片的两端加上弹性保护套，以完成封装；所述啁啾光栅10的栅格周期沿轴向变化，不同的栅格周期能够对应不同的布拉格反射波长，当啁啾光栅10的栅区长度发生形变时，每个光纤布拉格光栅能够反射不同的光的波长，对应的反射光的光谱也会发生变化；随着光纤光栅的磨损，反射光光谱的宽度也会相应变化，从而根据反射光光谱宽度计算出磨损量。
[0033]在具体运行时，当传感器安装在基底被测对象后，被测对象被磨损的同时，传感器随着被测对象的磨损而同时被磨损；传感器被磨损，导致其光纤组件2 内的啁啾光栅10的栅区长度变短；啁啾光栅10的栅区长度变短对应的反射光的光谱宽度变小，同时反射光功率的强度也会变小；在以光谱宽度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型光纤光栅磨损测量传感器，其特征在于，包括投光部分、光纤组件、定向耦合器、滤光片、波长鉴别器、光探测组件；其中：所述投光部分为激光二极管，用以产生入射光束；所述投光部分后设有定向耦合器，用以耦合所述投光部分的部分射频功率并将其传递到所述光纤组件；所述光纤组件包括光纤部分和光纤头受光部分，所述光纤部分由封装基底、光纤芯和纤芯构成，所述纤芯内通过飞秒激光脉冲写入技术写入有啁啾光栅；所述光纤头受光部分用以接收投光部分发射的入射光束；滤光片，其用于过滤所述光探测组件所需要的特定波长的光线，并将其传递到所述光探测组件和所述波长鉴别器上；所述光探测组件，其能够检测啁啾光栅的反射波长并能够检测出入射到其面上的光功率，并将光功率的变化转化为相应的电流信号；所述波长鉴别器，能够识别所述光纤组件内啁啾光栅的反射波长。2.根据权利要求1所述的一种新型光纤光栅磨损测量传感器，其特征在于，所述光纤组件采用铜片作为基片进行封装，所述光纤芯内纤芯至少拥有一根，且纤芯内均拥有至少一组啁啾光栅；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张碧华，
申请(专利权)人：北京菲博泰光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：