[發(fā)明專利]一種光子晶體光纖定軸裝置及定軸方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610312847.2
• 申請日: 2016-05-12
• 公開（公告）號: CN105785505B
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發(fā)明（設計）人: 莊志;張毅;歐陽智江;胡紹全;黎啟勝;李翀;張榮
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院總體工程研究所
• 主分類號: G02B6/024
• 分類號: G02B6/024;G02B6/02;G01M11/00
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 楊春

本發(fā)明公開了一種光子晶體光纖定軸裝置，其中，光纖置于光纖支撐臺上并通過夾持卡夾夾持，碼盤和旋轉器分別安裝于光纖支撐臺旁，光纖支撐臺、碼盤和旋轉器均安裝于移動平臺上，光纖的待測端靠近測量光路的一端，測量光路的另一端置于相機的攝像位置，照明光源的出射光對準光纖的待測端，相機的信號輸出端和碼盤的信號輸出端上位機的信號輸入端連接。本發(fā)明公開了一種光子晶體光纖定軸裝置采用的定軸方法，根據測量光路和碼盤的實時信息采集，通過移動平臺和旋轉器對光纖進行定軸。本發(fā)明通過實時監(jiān)測光纖的軸向位置和旋轉角度，協助光纖選擇和固定敏感軸方向，可以快速有效地找到需要的光纖軸向并將光纖固定。

技術領域

本發(fā)明涉及一種光子晶體光纖傳感單元制備中應用的光子晶體光纖定位裝置，尤其涉及一種光子晶體光纖定軸裝置及定軸方法。

背景技術

光子晶體光纖即PCF，又稱微結構光纖或蜂窩光纖，是在光子晶體研究的基礎上發(fā)展起來的新型光導纖維材料。光子晶體光纖的結構和傳統(tǒng)光纖完全不同，其包層中分布著沿徑向周期性排列、沿光纖軸向伸展的微孔。按導光機理通常分為兩類：一類是折射率傳導型光子晶體光纖，芯區(qū)折射率高，可用全內反射機制來解釋光的傳導；另一類是光子帶隙光纖，其包層橫截面的折射率具有規(guī)則的周期分布，芯區(qū)折射率低，出現的光子帶隙效應把頻率位于帶隙內的光約束在纖芯中。

相比普通光纖，PCF具有許多奇異的特性，當受到壓力、溫度、應力、應變等外界因素影響時其光學特性發(fā)生改變，因此可以做為新型傳感器的傳感單元。PCF的種類很多，當將其橫截面上的圓對稱性破壞，會產生雙折射效率，使得其具有明顯的雙軸向性。

典型的是保偏光子晶體光纖即PM-PCF，其內部是雙孔的不對稱微觀結構，折射率在X、Y軸兩方向的折射率差異形成了快慢軸導致雙軸向效應，即PM-PCF具有敏感軸。當采用保偏光子晶體光纖作為壓力敏感單元時，由于內部多孔結構使得沿兩個正交方向的空氣孔的大小和排列不同，改變了折射率分布的對稱性，當光纖受到垂直于光纖敏感軸向的壓力橫向時，光纖雙折射率產生明顯變化，使得其接入后端的光譜檢測系統(tǒng)后，即可以獲得外界實時壓力值，此壓力值準確性和傳感器安裝時是否沿敏感軸方向安裝密切相關。當安裝軸向出現偏差，施加的壓力偏離光纖敏感軸向，必然導致測量壓力值小于真實值，所以，在制備光纖壓力傳感單元時必須嚴格區(qū)分光纖敏感方向，才能將光纖沿敏感軸方向準確地安裝于被測物體上，否則將獲得錯誤的測量結果。

保偏光子晶體光纖作為壓力傳感單元是一種新型傳感結構，其敏感軸的定向和定位直接影響測量準確性，對傳感器的使用效果具有重要影響。由于光纖本身尺寸結構極小，普通的光子晶體光纖含涂覆層直徑僅250μm，去掉涂敷層后包層直徑125μm，有些特種保偏光子晶體光纖包層直徑甚至只有80μm，這種細如頭發(fā)絲的材料增加了其作為傳感單元的定軸和定位難度。

目前市面上尚缺乏能夠對光子晶體光纖進行精確定位的專用裝置或設備，所以，在光子晶體光纖傳感單元制備過程中存在定位困難，導致光子晶體光纖傳感單元的精度不足，質量下降。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種能夠確保傳感器能正確安裝和精確定位的光子晶體光纖定軸裝置及定軸方法。

本發(fā)明通過以下技術方案來實現上述目的：