專利名稱：一種w型折射率分布的塑料光纖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纖，特別是涉及一種W型折射率分布的塑料光纖。
背景技術(shù)：
光纖周界傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一種新興的安防系統(tǒng)，其具有抗電磁干擾，監(jiān)測(cè)距離長(zhǎng)等多種優(yōu)點(diǎn)，在目前的光纖周界傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用光纖干涉方法的比例較大，其具有漏報(bào)率低、精度高的特點(diǎn)，但其定位能力差和誤報(bào)率較高，嚴(yán)重影響了其推廣應(yīng)用。光纖微彎傳感裝置相對(duì)于光纖干涉具有成本低、可定位、誤報(bào)率低的優(yōu)點(diǎn)，但其與周界中的圍墻或欄桿結(jié)合困難，實(shí)際應(yīng)用非常有限，主要問(wèn)題是現(xiàn)有的微彎傳感裝置仍以采用普通的通信光纖為主，普通的通信光纖在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用的是盡可能的降低微彎損耗的結(jié)構(gòu)，而這與光纖微彎傳感裝置需要靈敏的感測(cè)微彎是互相矛盾的。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種W型折射率分布的塑料光纖。該W型折射率分布的塑料光纖通過(guò)將光纖徑向的折射率分布設(shè)置為W形，從而構(gòu)成兩個(gè)光信號(hào)傳輸通道，在該光纖上出現(xiàn)微彎、彎曲、變形或溫度變化等情況時(shí)，通過(guò)檢測(cè)兩個(gè)光信號(hào)通道之間光信號(hào)的變化，可以達(dá)到分布式監(jiān)測(cè)的目的。該光纖具有使用方便、成本低，具有較好的應(yīng)用前景。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種W型折射率分布的塑料光纖，其特征在于:從中心到邊沿徑向分布的、依次包括纖芯、包層一、包層二和包層三，所述的纖芯的折射率大于包層一的折射率，包層二的折射率大于包層一和包層三的折射率，在包層三外側(cè)是保護(hù)層；且所述的包層二和包層三是由高分子材料構(gòu)成。
上述的一種W型折射率分布的塑料光纖，其特征在于:所述的纖芯是摻雜有鍺、硼元素的石英玻璃，所述的包層一是摻雜有氟元素的石英玻璃。
上述的一種W型折射率分布的塑料光纖,其特征在于，所述的包層一是高分子材料構(gòu)成。
上述的一種W型折射率分布的塑料光纖，其特征在于，所述的纖芯是高分子材料構(gòu)成。
上述的一種W型折射率分布的塑料光纖，其特征在于，所述的高分子材料是有機(jī)玻璃、氟塑料。
上述的一種W型折射率分布的塑料光纖,其特征在于，所述的包層一內(nèi)摻雜有突光材料。
上述的一種W型折射率分布的塑料光纖，其特征在于，所述的熒光材料是香豆素、或若丹明類或稀土金屬絡(luò)合物材料。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、在本發(fā)明的W型光纖端面注入光信號(hào)，則纖芯、包層一、包層二和包層三內(nèi)均有光信號(hào)，但經(jīng)過(guò)較短的傳輸距離，包層一中的光信號(hào)部分耦合進(jìn)入纖芯，部分耦合進(jìn)入包層二，而包層三中的光信號(hào)部分耦合進(jìn)入包層二，部分進(jìn)入光纖的保護(hù)層耗散掉，所以纖芯和包層二內(nèi)的光信號(hào)會(huì)長(zhǎng)距離的傳輸，且纖芯和包層二內(nèi)的光信號(hào)會(huì)保持相對(duì)穩(wěn)定，當(dāng)W型光纖一處出現(xiàn)變化，如彎曲或微彎時(shí)，導(dǎo)致纖芯和包層二內(nèi)的光信號(hào)重新分配，通過(guò)在W型光纖端部安置檢測(cè)設(shè)備就可以監(jiān)測(cè)到該變化，可以進(jìn)一步的通過(guò)變化的光信號(hào)與時(shí)間的關(guān)系計(jì)算出出現(xiàn)彎曲或微彎的位置，達(dá)到分布式監(jiān)測(cè)的目的。
2、在包層一內(nèi)若添加有突光材料,且只在纖芯或包層二的之一內(nèi)注入光信號(hào),在光纖另一端監(jiān)測(cè)未注入光信號(hào)的光通道，若有熒光信號(hào)出現(xiàn)，則說(shuō)明光纖上有變化，如彎曲或微彎等情況，通過(guò)在W型折射率分布的塑料光纖端部安置檢測(cè)設(shè)備就可以監(jiān)測(cè)到該變化。
3、W型折射率分布的塑料光纖相對(duì)于W型折射率分布的全石英玻璃基的光纖具有加工制造方便，成本低等優(yōu)點(diǎn)，適于短距離的應(yīng)用。
4、由于高分子材料具有較高的線熱膨脹系數(shù)，所以當(dāng)溫度變化時(shí)，作為主要的光信號(hào)的傳輸通道的纖芯和包層二之間的距離變化較全石英玻璃的變化要大一至兩個(gè)數(shù)量級(jí)，則對(duì)其中光信號(hào)的傳輸和重新分配具有較大的影響；基于同樣的原理，塑料光纖的密度也會(huì)有較大的變化，這為其應(yīng)用于溫度傳感具有較大的優(yōu)勢(shì)。
5、塑料光纖具有較大的拉伸長(zhǎng)度，這為其作為應(yīng)變傳感裝置提供了基礎(chǔ)。
綜上所述，本發(fā)明的光纖結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、用途廣，可用于實(shí)現(xiàn)分布式或準(zhǔn)分布式監(jiān)測(cè)傳感的目的，具有較好的市場(chǎng)前景。
下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明光纖的橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明光纖徑向的折射率分布的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明:
1-纖芯； 2-包層一 ； 3-包層二 ；
4-包層三； 5-保護(hù)層。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示的一種W型折射率分布的塑料光纖，從中心到邊沿徑向分布的、依次包括纖芯1、包層一 2、包層二 3和包層三4，所述的纖芯I的折射率大于包層一 2的折射率，包層二 3的折射率大于包層一 2和包層三4的折射率，在包層三4外側(cè)是保護(hù)層5 ;且所述的包層二 3和包層三4是由高分子材料構(gòu)成。
在W型折射率分布的塑料光纖端面注入光信號(hào)時(shí),纖芯1、包層一 2、包層二 3和包層三4內(nèi)均有光信號(hào)，但經(jīng)過(guò)較短的傳輸距離，包層一2中的光信號(hào)部分耦合進(jìn)入纖芯1，部分耦合進(jìn)入包層二 2，而包層三4中的光信號(hào)部分耦合進(jìn)入包層二 3，部分進(jìn)入光纖的保護(hù)層5耗散掉,所以纖芯I和包層二 3內(nèi)的光信號(hào)會(huì)長(zhǎng)距離的傳輸,且纖芯I和包層二 3內(nèi)的光信號(hào)會(huì)保持相對(duì)穩(wěn)定，當(dāng)W型折射率分布的塑料光纖一處出現(xiàn)變化，如彎曲或微彎時(shí)，導(dǎo)致纖芯I和包層二 3內(nèi)的光信號(hào)重新分配，通過(guò)在W型折射率分布的塑料光纖端部安置檢測(cè)設(shè)備就可以監(jiān)測(cè)到該變化，可以進(jìn)一步的通過(guò)變化的光信號(hào)與時(shí)間的關(guān)系計(jì)算出出現(xiàn)彎曲或微彎的位置，達(dá)到分布式監(jiān)測(cè)的目的。
優(yōu)選的，所述的纖芯I是摻雜有鍺、硼元素的石英玻璃，所述的包層一 2是摻雜有氟元素的石英玻璃。
優(yōu)選的，所述的包層一 2是高分子材料構(gòu)成。
優(yōu)選的，所述的纖芯I是高分子材料構(gòu)成。
優(yōu)選的，所述的高分子材料是有機(jī)玻璃、氟塑料。
優(yōu)選的，所述的包層一 2內(nèi)摻雜有熒光材料。
優(yōu)選的，所述的熒光材料是香豆素、或若丹明類或稀土金屬絡(luò)合物材料。
在包層一 2內(nèi)若添加有突光材料,且只在纖芯I或包層二 3的之一內(nèi)注入光信號(hào)，在光纖另一端監(jiān)測(cè)未注入光信號(hào)的光通道，若有熒光信號(hào)出現(xiàn)，則說(shuō)明光纖上有變化，如彎曲或微彎等情況，通過(guò)在W型折射率分布的塑料光纖端部安置檢測(cè)設(shè)備就可以監(jiān)測(cè)到該變化。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變換，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種W型折射率分布的塑料光纖，其特征在于:從中心到邊沿徑向分布的、依次包括纖芯(I)、包層一(2)、包層二(3)和包層三(4)，所述的纖芯(I)的折射率大于包層一(2)的折射率，包層二(3)的折射率大于包層一(2)和包層三(4)的折射率，在包層三(4)外側(cè)是保護(hù)層(5);且所述的包層二(3)和包層三(4)是由高分子材料構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種W型折射率分布的塑料光纖，其特征在于:所述的纖芯(1)是摻雜有鍺、硼元素的石英玻璃，所述的包層一(2)是摻雜有氟元素的石英玻璃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種W型折射率分布的塑料光纖,其特征在于,所述的包層一(2)是高分子材料構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種W型折射率分布的塑料光纖，其特征在于，所述的纖芯(1)是高分子材料構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、3或4所述的一種W型折射率分布的塑料光纖，其特征在于，所述的高分子材料是有機(jī)玻璃、氟塑料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種W型折射率分布的塑料光纖,其特征在于,所述的包層一(2)內(nèi)摻雜有熒光材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種W型折射率分布的塑料光纖,其特征在于,所述的突光材料是香豆素、或若丹明類或稀土金屬絡(luò)合物材料。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種W型折射率分布的塑料光纖，從中心到邊沿徑向分布的、依次包括纖芯、包層一、包層二和包層三，所述的纖芯的折射率大于包層一的折射率，包層二的折射率大于包層一和包層三的折射率，在包層三外側(cè)是保護(hù)層；且所述的包層二和包層三是由高分子材料構(gòu)成。該W型折射率分布的塑料光纖通過(guò)將光纖徑向的折射率分布設(shè)置為W形，從而構(gòu)成兩個(gè)光信號(hào)傳輸通道，在該光纖上出現(xiàn)微彎、彎曲、變形或溫度變化等情況時(shí)，通過(guò)檢測(cè)兩個(gè)光信號(hào)通道之間光信號(hào)的變化，可以達(dá)到分布式監(jiān)測(cè)的目的。該光纖具有使用方便、成本低，具有較好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)G02B6/02GK103163589SQ201110427238
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者杜兵 申請(qǐng)人:西安金和光學(xué)科技有限公司