[發明專利]一種熔接長周期光纖光柵的雙程MZ結構測量溫度的方法

有效

• 申請號: 201610887133.4
• 申請日: 2016-10-11
• 公開（公告）號: CN106644155B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 祝連慶;何巍;董明利;婁小平;李紅;劉鋒;閆光
• 申請（專利權）人: 北京信息科技大學
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 北京律恒立業知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11416
• 代理人: 顧珊;龐立巖

本發明提供了一種熔接長周期光纖光柵的雙程MZ結構測量溫度的方法，所述溫度測量方法包括如下步驟：a、搭接雙程MZ結構，所述雙程MZ結構包括光源、第一光耦合器、第二光耦合器以及第一光纖、第二光纖、第三光纖和第四光纖；b、將長周期光纖光柵熔接到所述雙程MZ結構中，其中將刻有長周期光纖光柵的光纖兩端分別與第三光纖和第四光纖熔接，所述長周期光纖光柵構成雙程MZ結構的反射端；c、將b熔接長周期光纖光柵的雙程MZ結構整體結構置于溫箱中，改變溫控箱的溫度，利用光譜儀監測波長移動；d、繪制波長與溫度變化的關系曲線，利用所述關系曲線對待測溫度進行測量。本發明能夠有效降低透射峰的寬度，提高測量的精確度。

技術領域

本發明涉及光纖測量技術領域，特別涉及一種熔接長周期光纖光柵的雙程MZ結構測量溫度的方法。

背景技術

光纖光柵在光纖激光器和光纖傳感領域的研究和應用非常重要，光柵周期為幾十至幾百微米的光纖光柵稱為長周期光纖光柵(Long period fiber grating,LPFG)，其特點是同向傳輸的纖芯基模和包層模之間耦合，基本無后向反射光，屬于透射型帶阻濾波器。與光纖布拉格光柵相比(Fiber Bragg grating,FBG)，長周期光纖光柵的諧振波長和諧振強度對外界環境的變化非常敏感，具有更大的溫度靈敏度系數，作為溫度傳感器能夠對800℃的高溫進行測量；同時，在光纖激光器領域，利用其敏感特性可以對透射譜峰進行調諧，作為可調諧濾波器能夠實現波長可切換激光輸出。因此，長周期光纖光柵具有更多的優點，在光纖傳感和光纖激光領域具有更大的發展潛力和應用前景。

相比于以上介紹的長周期光纖光柵的傳統制備方法，利用飛秒激光光源，采用逐點刻寫方法在各種光纖內制作布拉格光柵用于光纖傳感和光纖激光等領域的研究已經成為熱點。飛秒激光加工技術具有傳統激光加工技術中加工精高度、操作簡便、效率高的技術特點，又憑借其飛秒量級的超短脈寬和帕瓦量級的超強峰值功率在光纖微納材料的高精密、高分辨率和低損傷的加工中顯示出其獨特的優勢。現在飛秒激光制備光纖光柵主要是掩模法，掩模法是指將掩模板放置于光纖上方，采用飛秒激光照射工作波長為800nm的掩模板，使光纖纖芯發生折射率變化。雖然該方法成柵一致性較好，但是由于掩模板成本較高，且制備長周期光纖光柵靈活性較差。另外，長周期光纖光柵透射譜較寬，在實際測量中容易受到環境變化的影響，容易對溫度測量的精確度造成誤差。

因此，需要一種有效降低透射譜的寬度，提高測量的精確度的熔接長周期光纖光柵的雙程MZ結構測量溫度的方法。

發明內容

本發明的一個方面在于提供一種熔接長周期光纖光柵的雙程MZ結構測量溫度的方法，所述溫度測量方法包括如下步驟：

a、搭接雙程MZ結構，所述雙程MZ結構包括光源、第一光耦合器、第二光耦合器以及第一光纖、第二光纖、第三光纖和第四光纖；其中

所述第一光纖與第二光纖熔接在所述第一光耦合器與第二光耦合器之間，所述第三光纖和第四光纖的一端與第二光耦合器連接；

b、將長周期光纖光柵熔接到所述雙程MZ結構中，其中將長周期光纖光柵的光纖兩端分別與第三光纖和第四光纖熔接，所述長周期光纖光柵構成雙程馬赫曾德結構的反射端，其中

第三光纖和第四光纖選用纖芯直徑為10/125微米的SMF-28E光纖；

c、將b熔接長周期光纖光柵的雙程MZ結構整體結構置于溫控箱中，改變溫控箱的溫度，選取長周期光纖光柵的波谷為采樣點，利用光譜儀監測波長移動；

d、利用步驟c監測到的波長移動繪制波長與溫度變化的關系曲線，利用所述關系曲線對待測溫度進行測量。

優選地，通過長周期光纖光柵直寫系統制備所述長周期光纖光柵。

優選地，所述改變溫控箱的溫度采用逐漸升高溫度或逐漸降低溫度的方式。

優選地，所述長周期光纖光柵進行溫度曾敏處理。