[發(fā)明專(zhuān)利]利用光纖光柵檢測(cè)激光與物質(zhì)相互作用熱效應(yīng)的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010554953.4
• 申請(qǐng)日: 2010-11-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102053105A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于永森;孫洪波;陳超;楊睿;陳岐岱
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N25/48
• 分類(lèi)號(hào): G01N25/48;G01K11/30
• 代理公司: 長(zhǎng)春吉大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 張景林;劉喜生

1.利用光纖光柵檢測(cè)激光與物質(zhì)相互作用熱效應(yīng)的方法，其步驟如下：

(1)制備作為溫度敏感元件的Bragg光纖光柵

制備Bragg光纖光柵的方法是相位掩模法、逐點(diǎn)掃描直寫(xiě)法或全息干涉法，制備Bragg光纖光柵所需的光纖材料是純石英光纖、摻雜石英光纖、藍(lán)寶石光纖、氟化玻璃光纖或光子晶體光纖；

(2)繪制溫度敏感元件的波長(zhǎng)-溫度敏感特性曲線

上述步驟制備的Bragg光纖光柵進(jìn)行等時(shí)退火實(shí)驗(yàn)以分析溫度敏感元件的溫度靈敏特性，并繪制出波長(zhǎng)-溫度敏感特性曲線；

(3)搭建反射式或透射式熱效應(yīng)檢測(cè)系統(tǒng)

檢測(cè)系統(tǒng)包括作為溫度敏感元件的Bragg光纖光柵、寬帶光源、以及用于記錄反射譜或透射譜變化的光譜分析儀；

Bragg光纖光柵的一端通過(guò)光纖環(huán)行器或耦合器連接寬帶光源和光譜分析儀，另一端置于折射率匹配液中，構(gòu)成反射式熱效應(yīng)檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)光譜分析儀用以檢測(cè)和分析Bragg光纖光柵反射譜的變化；

Bragg光纖光柵的兩端分別連接寬帶光源和光譜分析儀，構(gòu)成透射式熱效應(yīng)檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)光譜分析儀用以檢測(cè)和分析Bragg光纖光柵透射譜的變化；

(4)使激光與溫度敏感元件相互作用，檢測(cè)Bragg光纖光柵的諧振波長(zhǎng)并通過(guò)波長(zhǎng)-溫度敏感特性曲線實(shí)現(xiàn)對(duì)激光與物質(zhì)相互作用熱效應(yīng)的檢測(cè)。

2.如權(quán)利要求1所述的利用光纖光柵檢測(cè)激光與物質(zhì)相互作用熱效應(yīng)的方法，其特征在于：步驟(2)中等時(shí)退火實(shí)驗(yàn)過(guò)程是將Bragg光纖光柵自然放置在普通高溫爐中，在普通大氣環(huán)境下進(jìn)行退火，退火溫度從室溫到1000℃，升溫速度控制在10℃/min，每次溫度增加100℃，共選取11個(gè)測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試；Bragg光纖光柵在每個(gè)測(cè)試點(diǎn)保持1小時(shí)，待光譜穩(wěn)定后用光譜分析儀檢測(cè)Bragg光纖光柵的光譜，在光譜中讀取諧振峰的峰值波長(zhǎng)即Bragg光纖光柵的諧振波長(zhǎng)，其與室溫時(shí)光柵諧振波長(zhǎng)的差值即為退火溫度引起的Bragg光纖光柵諧振波長(zhǎng)的變化量，對(duì)測(cè)試得到的11組溫度及對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)變化量的數(shù)據(jù)使用Origin軟件進(jìn)行分析，并通過(guò)線性擬合繪制出波長(zhǎng)-溫度敏感特性曲線，擬合曲線的斜率即為該Bragg光纖光柵的波長(zhǎng)-溫度靈敏度，該敏感特性曲線及靈敏度將被用于后續(xù)對(duì)熱效應(yīng)引起的平均化等效溫度的定標(biāo)。

3.如權(quán)利要求1所述的利用光纖光柵檢測(cè)激光與物質(zhì)相互作用熱效應(yīng)的方法，其特征在于：步驟(4)中采用上述搭建的反射式或透射式熱效應(yīng)檢測(cè)系統(tǒng)，使激光與Bragg光纖光柵相互作用，所述的激光光源是飛秒脈沖激光器、皮秒脈沖激光器或者納秒脈沖激光器。

4.如權(quán)利要求3所述的利用光纖光柵檢測(cè)激光與物質(zhì)相互作用熱效應(yīng)的方法，其特征在于：激光作用于Bragg光纖光柵的方式是直接照射、或通過(guò)球面透鏡聚焦后照射、或通過(guò)柱面透鏡聚焦后照射到Bragg光纖光柵區(qū)域。

5.如權(quán)利要求1所述的利用光纖光柵檢測(cè)激光與物質(zhì)相互作用熱效應(yīng)的方法，其特征在于：步驟(4)中使激光與Bragg光纖光柵相互作用后，再利用光譜分析儀檢測(cè)光柵的反射譜或透射譜，光譜中的峰值波長(zhǎng)為Bragg光纖光柵的諧振波長(zhǎng)，其與未經(jīng)激光作用時(shí)Bragg光纖光柵諧振波長(zhǎng)的差值即為熱效應(yīng)導(dǎo)致的諧振波長(zhǎng)變化量Δλ_B，并結(jié)合Bragg光纖光柵的波長(zhǎng)-溫度敏感特性曲線即可分析獲得激光作用區(qū)域的等效溫度T_eq。