[发明专利]一种荧光光纤光栅

说明书

技术领域

本发明涉及一种荧光光纤光栅。

背景技术

现有的荧光光纤光栅是荧光掺杂剂和折射率调制均在纤芯，由于对纤芯中传输的光信号衰减较大，只适于单点或数量有限点的监测，如2006年9月的《光子学报》中的《荧光光纤光栅测光特性的实验研究》文章中，就揭示了这种荧光光纤光栅的特性，但其不适于分布式或较大范围的准分布式传感监测用。另一方面，2005年东南大学的硕士学位论文《新型包层折射率调制光纤光栅的理论研究》文中揭示了一种适于传感用的光纤光栅，与一般的光纤光栅不同的是：该光纤光栅的折射率调制位于光纤的包层内，而纤芯无用折射率调制，从而可以大幅度降低光波信号在纤芯内传输的损耗，适于分布式或较大范围的准分布式传感监测用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种荧光光纤光栅。该荧光光纤光栅大大降低了光波信号在该荧光光纤光栅的纤芯内传输的损耗，这有利于构建分布式光纤传感装置。该荧光光纤光栅结构简单、使用方便、成本低，具有较好的应用前景。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种荧光光纤光栅，其特征在于：包括纤芯和将纤芯包裹且经折射率调制且折射率小于纤芯折射率的包层，所述包层内添加有荧光掺杂剂且在在所述包层内距纤芯和包层分界面不大于5微米的区域无荧光掺杂剂，所述纤芯和包层间还有一层折射率小于纤芯折射率且大于包层折射率的内包层，所述包层外表面设置有折射率小于包层折射率的外包层，所述纤芯和内包层的材料均为硅石基玻璃基材料，所述硅石基玻璃材料是石英玻璃材料或是添加有二氧化锗等添加剂的石英玻璃材料，所述包层为透明高分子材料，所述的高分子材料为有机玻璃或透明的氟烯烃材料。

上述的一种荧光光纤光栅，其特征在于：所述硅石基玻璃材料是石英玻璃材料。

上述的一种荧光光纤光栅，其特征在于：所述硅石基玻璃材料是加有二氧化锗等添加剂的石英玻璃材料。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、入射光信号在光纤中传输时，主要能量分布在纤芯，但仍有少量的光信号分布于包层内并激发出荧光光波，当经过折射率调制的包层所形成的光栅的反射波长带与所述的荧光掺杂剂受激发出的荧光光信号的波长有重叠的部分，则包层所形成的光栅对包层内产生的荧光具有强烈的反射作用，并使部分荧光光波耦合进入纤芯返回光信号入射光纤的端部，从而为实现分布式监测的目的提供了条件。

2、在所述的包层内、距纤芯和包层分界面不大于5微米的区域没有掺杂活性荧光材料和折射率调制，则只有在弯曲、微弯或光纤变形等条件下，入射光才会有部分耦合进入包层内并激发出荧光光波，当经过折射率调制的包层所形成的光栅的反射波长带与所述的荧光掺杂剂受激发出的荧光光信号的波长有重叠的部分，则包层所形成的光栅对包层内产生的荧光具有强烈的反射作用，并使部分荧光光波耦合进入纤芯返回光信号入射光纤的端部，从而为实现分布式监测的目的提供了条件。

综上所述，本发明的荧光光纤光栅结构简单、成本低、用途广，可用于实现分布式或准分布式监测传感的目的，具有较好的市场前景。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

附图标记说明：

1-纤芯；2-包层；3-外包层；4-内包层；5-光栅。

具体实施方式