[發(fā)明專利]軸向應(yīng)力可量化的長周期光纖光柵固定裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310431500.6
• 申請日: 2013-09-22
• 公開（公告）號: CN103433871A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉明生;梁麗麗;李燕;李國玉;楊康;謝飛
• 申請（專利權(quán)）人: 劉明生;梁麗麗;李燕;李國玉;楊康;謝飛
• 主分類號: B25B11/00
• 分類號: B25B11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光纖和光纖光柵的固定裝置，尤其是可以定量改變長周期光纖光柵軸向應(yīng)力大小的固定裝置。?

背景技術(shù)

長周期光纖光柵作為一種新型的光學(xué)無源器件,到目前為止發(fā)展不過短短的十幾年，但已經(jīng)表現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景,其應(yīng)用涉及到了光纖通信和光纖傳感領(lǐng)域的各個方面。基于長周期光纖光柵的傳感器不僅具有傳統(tǒng)的光纖傳感器的可靠性好、抗干擾能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、適于各種應(yīng)用場合抗電磁干擾、抗腐蝕、能在惡劣的化學(xué)環(huán)境下工作、可復(fù)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，且還克服了傳感信號弱以及傳感光束始終禁閉在光纖纖芯內(nèi)部傳輸導(dǎo)致布拉格型傳感器的解調(diào)技術(shù)復(fù)雜等缺點(diǎn)。且由于長周期光纖光柵的周期比較長,滿足的相位匹配條件是同向傳輸?shù)睦w芯基模和包層模之間的藕合，這一特點(diǎn)使得諧振波長和諧振強(qiáng)度對外界環(huán)境的變化非常敏感，有著比傳統(tǒng)更好的溫度、應(yīng)力、彎曲、扭曲、橫向載荷、折射率靈敏度，可用于微生物、環(huán)境監(jiān)測和腐蝕監(jiān)控,更可實現(xiàn)在線測量。目前,?長周期光纖光柵已被用于飛機(jī)焊接點(diǎn)的腐蝕監(jiān)控和環(huán)境濕度監(jiān)控?,鋼筋混凝土的腐蝕監(jiān)控,以及水環(huán)境中的石油污染監(jiān)測和鉻離子監(jiān)測等。因此，基于長周期光纖光柵的傳感器具有更好的應(yīng)用發(fā)展?jié)摿Α?

利用高頻CO₂激光器等方法寫制的長周期光纖光柵存在自然彎曲，造成長周期光纖光柵對彎曲的敏感，要求長周期光纖光柵只能在拉直狀態(tài)下才能有透射譜，即只有在一定的應(yīng)力下長周期光纖光柵才能正常的工作。因此需要對長周期光纖光柵的固定裝置進(jìn)行特殊的設(shè)計。?

??目前，實驗室利用的光纖和光柵的夾持裝置主要為光纖夾，即帶有細(xì)小V型槽的底座和帶有橡膠墊的夾持器，依靠磁鐵之間的磁性和螺絲的固定來實現(xiàn)夾持光纖和光柵的。除了光纖夾以外就是原理類似光纖夾但是功能更多更為精密的儀器，但同時費(fèi)用也會急劇的上升。實驗室對于實現(xiàn)長周期光纖光柵的固定，一般為先固定兩個光纖夾，然后在預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下在兩個光纖夾上固定長周期光纖光柵，或者長周期光纖光柵一端用光纖夾固定另一端通過滑輪懸掛重物，來實現(xiàn)長周期光纖光柵的固定，然后進(jìn)行實驗，兩個光纖夾的方法對于應(yīng)力無法改變，一個光纖夾和一個滑輪的方法受外界環(huán)境的干擾比較大，兩種方法使用的器材多，橡膠等材料對實驗內(nèi)容限制很大，對于研究長周期光纖光柵特性和用途的實驗的進(jìn)行帶來很大的困難。?

??長周期光纖光柵對于軸向應(yīng)力的改變也是敏感的，軸向應(yīng)力的改變會引起長周期光纖光柵透射譜相應(yīng)的改變。軸向應(yīng)力對于長周期光纖光柵其他特性就是干擾因素，從控制變量的角度來說希望每次實驗固定長周期光纖光柵時具有相同的軸向應(yīng)力。為了開拓長周期光纖光柵更廣闊的應(yīng)用前景，需要對長周期光纖光柵的固定裝置進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于更好的固定光纖光柵，提供一種可以量化改變光纖光柵軸向應(yīng)力大小的光纖光柵夾持裝置，解決現(xiàn)在實驗室搭建的試驗系統(tǒng)不穩(wěn)定、實驗器材多、材料限制大、實驗進(jìn)行困難等問題。?

?本發(fā)明的目的是通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的：軸向應(yīng)力可量化的長周期光纖光柵固定裝置在固定板（10）左側(cè)穿透固定安裝著一個小固定板（3），固定板（10）右側(cè)同樣有一個小固定板（6），小固定板（6）沒有固定在固定板（10）上，在固定板（10）接觸部位為稍細(xì)的細(xì)滑柱（15），可以在固定板（10）的滑道（11）上滑動。小固定板（3）和小固定板（6）上分為別帶有小V型槽（8）和小V型槽（14）的光纖固定樁（9）和光纖固定樁（13），光纖光柵固定在光纖固定樁上，調(diào)節(jié)最左側(cè)的旋鈕（1）通過微動螺桿來使得細(xì)滑柱（15）在滑道（11）上滑動，通過刻度（2）改變的多少可以表征軸向應(yīng)力改變的多少。當(dāng)確定好軸向應(yīng)力的大小進(jìn)行其他實驗時，擰緊止動器（4），保證光纖光柵固定的相對位置不變。這樣便實現(xiàn)了軸向應(yīng)力可量化的長周期光纖光柵的固定。?

??按以上所述的應(yīng)力可量化的長周期光纖光柵固定裝置，其特征是旋鈕（1）、刻度（2）和固定板（3）、止動器（4）和微動螺桿（5）是一個仿照螺旋測微器制作的來實現(xiàn)高精度量化微小距離的。將軸向應(yīng)力改變的大小用距離來表示是仿照了壓電陶瓷的基本原理。光纖固定樁（9）和光纖固定樁（13）上的小V型槽是用于用各種膠黏劑將光纖光柵固定在其上用的，上面的螺絲孔（7）和螺絲孔（12）可以用于固定光纖夾增加其適用范圍。小固定板（3）是固定的，通過微動螺桿與小固定板（6）相連，且滑道（11）和細(xì)滑柱（15）橫截面均為矩形，這保證了小V型槽（8）、小V型槽（14）和兩者之間連線這3條線段在同一條直線上。?