[實(shí)用新型]側(cè)邊拋磨光纖及其傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520127863.5
• 申請(qǐng)日: 2015-03-05
• 公開（公告）號(hào): CN204584944U
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙靜;王義平;廖常銳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號(hào): B24B37/02
• 分類號(hào): B24B37/02;B24B37/013;B24B49/12;G01D5/26;G02B6/02
• 代理公司: 深圳市恒申知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44312
• 代理人: 陳健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光纖應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種側(cè)邊拋磨光纖及其傳感器。

背景技術(shù)

側(cè)邊拋磨光纖是在普通通信光纖上，利用光學(xué)微加工技術(shù)，將光纖的部分側(cè)邊包層去掉所制成的光纖。側(cè)邊拋磨光纖器件是利用側(cè)拋光纖中光通過倏勢(shì)場(chǎng)泄露到光纖外部的性能，在其拋磨面上制作各種光學(xué)結(jié)構(gòu)或淀積不同的薄膜材料而制作的各種光纖傳感器及光纖通信器件。

現(xiàn)有的光纖側(cè)邊拋磨工藝包括槽式側(cè)拋工藝和輪式側(cè)拋工藝兩種。槽式側(cè)拋工藝是將光纖放置在預(yù)先制作好的V型槽中，用環(huán)氧樹脂固定好，再采用不同粒徑的研磨料對(duì)光纖進(jìn)行研磨和拋光。由這種方法制作得到的側(cè)拋光纖的剩余厚度由V型槽的尺寸來控制。因此提前根據(jù)光纖尺寸、拋磨剩余厚度的要求來制作高精度的V型槽是槽式側(cè)拋工藝的關(guān)鍵，也是該工藝復(fù)雜、耗時(shí)的原因之一。另一種輪式側(cè)拋工藝，采用固定有研磨料或拋磨砂紙的旋轉(zhuǎn)磨輪對(duì)水平放置的光纖進(jìn)行拋磨，光纖的剩余厚度通過液滴法來測(cè)算。這種方法不需要提前制作高精度的V型槽，可通過拋磨進(jìn)程中光功率的變化來計(jì)算出剩余厚度，大大地提高了側(cè)邊拋磨光纖的制作效率。然而，無論是槽式側(cè)拋工藝還是輪式側(cè)拋工藝，通常側(cè)拋光纖的制作都包括粗磨、細(xì)磨以及拋光工序，在光纖拋磨過程中需要更換不同粗細(xì)程度的研磨料或砂紙，最后再進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的拋光來得到拋磨面細(xì)膩光滑的側(cè)拋光纖。上述傳統(tǒng)的拋磨工藝較復(fù)雜、耗時(shí)較長(zhǎng)，而且光纖很容易在加工過程斷裂導(dǎo)致成品率低下。此外，制作側(cè)拋光纖器件通常還需要在側(cè)拋光纖表面再制作其它光學(xué)結(jié)構(gòu)或淀積不同材料的薄膜來實(shí)現(xiàn)一定的傳感或通信器件功能，這進(jìn)一步增加了側(cè)拋光纖器件的制作難度和成本。因此，?側(cè)拋光纖工藝復(fù)雜、耗時(shí)，側(cè)拋光纖器件制作難、成品率低下等問題已成為側(cè)拋光纖器件在光纖傳感和光纖通信領(lǐng)域應(yīng)用的瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供了一種簡(jiǎn)便的側(cè)邊拋磨光纖及其傳感器，以克服現(xiàn)有側(cè)邊拋磨光纖制備工藝復(fù)雜的缺陷。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種側(cè)邊拋磨光纖，所述光纖為單模光纖，所述光纖的一側(cè)有一研磨區(qū)，所述研磨區(qū)的表面沿所述光纖的長(zhǎng)度方向形成有若干劃痕；所述研磨區(qū)的表面與所述光纖的纖芯形成MZI干涉結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，各劃痕沿所述光纖的長(zhǎng)度方向有間斷。

進(jìn)一步地，所述研磨區(qū)的長(zhǎng)度為20mm至40mm。

進(jìn)一步地，所述研磨區(qū)有一平坦區(qū)，所述單模光纖在所述平坦區(qū)各處的厚度一致；所述平坦區(qū)的表面距所述單模光纖的纖芯表面的距離小于2um。

一種傳感器，所述傳感器包括敏感部；

所述敏感部為一側(cè)邊拋磨光纖；

所述光纖為單模光纖，所述光纖的一側(cè)有一研磨區(qū)，所述研磨區(qū)的表面沿所述光纖的長(zhǎng)度方向形成有若干不連續(xù)劃痕；所述研磨區(qū)的表面與所述光纖的纖芯形成MZI干涉結(jié)構(gòu)；

所述研磨區(qū)的長(zhǎng)度為20mm至40mm；

所述研磨區(qū)有一平坦區(qū)，所述單模光纖在所述平坦區(qū)各處的厚度一致；所述平坦區(qū)的表面距所述單模光纖的纖芯表面的距離小于2um。

本發(fā)明利用粗研磨料在單模光纖的側(cè)面沿光纖長(zhǎng)度方向進(jìn)行研磨，使研磨區(qū)的表面沿光纖的長(zhǎng)度方向自然形成若干劃痕，在研磨過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)單模光纖的傳輸光譜，當(dāng)檢測(cè)到傳輸光譜形成高對(duì)比度MZI干涉光譜時(shí)停止研磨即可制成具有MZI干涉結(jié)構(gòu)的側(cè)邊拋磨光纖。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)的光纖側(cè)邊研磨工藝，可與現(xiàn)有設(shè)備兼容，同時(shí)，不需要細(xì)磨、拋光工序，縮?短了側(cè)邊拋磨光纖的制備時(shí)間。制備的側(cè)邊拋磨光纖的傳輸光譜中可形成高對(duì)比度的干涉光譜，無需其它后續(xù)光學(xué)結(jié)構(gòu)，可直接作為傳感器的敏感部應(yīng)用于眾多測(cè)試領(lǐng)域，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高、響應(yīng)速度快、使用便捷等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1：通過上述方法制備完成的側(cè)邊拋磨光纖的研磨區(qū)側(cè)面形狀示意圖；

圖2：通過上述方法制備完成的側(cè)邊拋磨光纖的研磨區(qū)中平坦區(qū)的截面形狀示意圖；

圖3：通過上述方法制備完成的側(cè)邊拋磨光纖的研磨區(qū)的俯視圖；

圖4：通過上述方法制備完成的側(cè)邊拋磨光纖的研磨區(qū)中平坦區(qū)與單模光纖纖芯構(gòu)成的MZI干涉結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5：制備側(cè)邊拋磨光纖的過程中，單模光纖傳輸光譜隨光纖在平坦區(qū)的厚度的減小而改變的過程示意圖；

圖6：采用800目粗砂紙研磨，研磨區(qū)長(zhǎng)度為30mm，研磨至光纖在平坦區(qū)的厚度為68.1um時(shí)該光纖的傳輸光譜示意圖；