[发明专利]一种正交型长周期光纤光栅及其感测弯曲的应用

权利要求书

1.一种正交型长周期光纤光栅，其特征在于：在光纤表面刻蚀有两段凹槽段，两凹槽段沿光纤轴向前后排列，并且在圆周方向上正交；每段凹槽段分别由若干个凹槽沿轴向排列构成，第一段凹槽段中凹槽等间距排列，第一段凹槽段构成长周期光纤光栅；第二段凹槽段中凹槽等分为多组，组内凹槽等间距排列，各组之间间隔相等，第二段凹槽段构成超结构长周期光纤光栅；所述第二段凹槽段中，凹槽深度d2、凹槽宽度w2和凹槽周期f2分别满足：25μm≤d2≤30μm、5μm≤w2≤10μm、490μm≤f1≤510μm；第二段凹槽段中凹槽的个数N2为24，且每6个为一组，每组凹槽之间间隔v＝2.5mm；

所述光纤光栅用于测量弯曲度，光纤光栅的透射谱中包含两个谐振峰，分为DipA和DipB，两个谐振峰波长与弯曲度以及温度之间呈线性关系，且有：

D＝K_ρAK_TB-K_ρBK_TA

其中K_ρA和K_ρB分别为弯曲单独作用于光纤光栅时，谐振峰DipA和DipB的弯曲灵敏度；K_TA和K_TB分别表示温度单独作用于光纤光栅时，谐振峰DipA和DipB的温度灵敏度，ΔT为温度，Δρ为弯曲度。

2.根据权利要求1所述的正交型长周期光纤光栅，其特征在于：所述第一段凹槽段中，凹槽深度d1、凹槽宽度w1和凹槽周期f1分别满足：20μm≤d1≤25μm、5μm≤w1≤10μm、610μm≤f1≤630μm。

3.根据权利要求2所述的正交型长周期光纤光栅，其特征在于：所述第一段凹槽段中凹槽个的数N1为40。

4.根据权利要求1所述的正交型长周期光纤光栅，其特征在于：所述两凹槽段之间间隔u＝24.18mm。

5.根据权利要求1所述的正交型长周期光纤光栅，其特征在于：所述光纤光栅的原料为标准单模光纤。

6.一种基于权利要求1-5中任一项所述正交型长周期光纤光栅感测弯曲的应用，其特征在于：所述光纤光栅的透射谱中包含两个谐振峰，通过检测光纤光栅透射谱中谐振峰波长，利用公式计算得到被测弯曲度大小。

7.根据权利要求6所述的正交型长周期光纤光栅感测弯曲的应用，其特征在于：根据两谐振峰波长漂移大小的比值，判断弯曲方向。