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光纖傳感器、光纖傳感器制造方法及光纖傳感器測(cè)量系統(tǒng)與流程

文檔序號(hào):11102940閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種光纖傳感器,其特征在于,包括:第一光纖和第二光纖;

所述第一光纖和所述第二光纖均為圓柱體;

所述第一光纖的第一橫截面與所述第二光纖的第一橫截面熔接;所述第一光纖與所述第二光纖同軸;

所述第一光纖的第一橫截面用于反射所述第一光纖的第二橫截面的入射光;

所述第二光纖的第一橫截面設(shè)置有與所述第二光纖同軸的圓柱形孔;

所述圓柱形孔的底面用于反射所述第一光纖的第二橫截面的入射光;

所述第二光纖的第二橫截面用于反射所述第一光纖的第二橫截面的入射光。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖傳感器,其特征在于,所述第一光纖包括纖芯和包層;

所述纖芯為二氧化硅材料的晶體光纖;所述包層設(shè)置有多個(gè)圓柱形空氣柱;

所述圓柱形空氣柱的軸與所述第一光纖的纖芯軸平行。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖傳感器,其特征在于,所述纖芯折射率高于所述包層折射率,以使所述纖芯與所述包層的接觸面對(duì)光能夠全反射。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖傳感器,其特征在于,所述第二光纖為藍(lán)寶石光纖;所述第二光纖的長(zhǎng)度為10~6000μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖傳感器,其特征在于,所述圓柱形孔填充氣體為空氣;所述圓柱形孔的長(zhǎng)度為10~3000μm;所述圓柱形孔的端面直徑為11~80μm。

6.一種光纖傳感器制造方法,其特征在于,包括:

步驟一,將第一光纖和第二光纖切割為設(shè)定長(zhǎng)度的圓柱體;

步驟二,通過(guò)飛秒激光在所述第二光纖的第一橫截面上加工一個(gè)與所述第二光纖同軸的圓柱形孔;

步驟三,通過(guò)熔接機(jī)將所述第一光纖的第一橫截面與所述第二光纖的第一橫截面熔接;所述第一光纖與所述第二光纖同軸。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,所述第一光纖為二氧化硅材料的晶體光纖。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其特征在于,所述第二光纖為藍(lán)寶石光纖;所述第二光纖的長(zhǎng)度為10~6000μm。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,所述圓柱形孔填充氣體為空氣;所述圓柱形孔的長(zhǎng)度為10~3000μm;所述圓柱形孔的底面直徑為11~80μm。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,所述熔接機(jī)的放電時(shí)間為0.3秒,所述熔接機(jī)的放電電流為4.8mA。

11.一種光纖傳感器測(cè)量系統(tǒng),其特征在于,包括:光源、光譜測(cè)量單元、計(jì)算單元和權(quán)利要求1~5中任一項(xiàng)所述的光纖傳感器;

所述光源和所述光譜測(cè)量單元均設(shè)置在所述第一光纖的第二端面;

所述光譜測(cè)量單元,用于測(cè)量第一反射光與第二反射光的第一相位差;測(cè)量第二反射光與第三反射光的第二相位差;

所述第一反射光為所述第一光纖的第一橫截面的放射光;

所述第二反射光為所述圓柱形孔的底面的放射光;

所述第三反射光為所述第二光纖的第二橫截面的放射光;

所述計(jì)算單元,用于基于所述光譜測(cè)量單元測(cè)量得到的所述第一相位差和所述第二相位差,計(jì)算環(huán)境溫度和環(huán)境應(yīng)力。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng),其特征在于,所述計(jì)算單元,具體用于:

基于所述光譜測(cè)量單元得到的所述第一相位差,計(jì)算所述圓柱形孔的長(zhǎng)度;根據(jù)所述圓柱形孔的長(zhǎng)度與應(yīng)力的映射關(guān)系,得到環(huán)境應(yīng)力;

基于所述光譜測(cè)量單元得到的所述第二相位差,計(jì)算所述圓柱形孔的底面至所述第二光纖的第二橫截面的距離;基于所述距離與溫度的映射關(guān)系,得到環(huán)境溫度。

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