[发明专利]一种埋入式多参量光纤复合传感器及其制作方法

权利要求书

1.一种埋入式多参量光纤复合传感器，包括激光刻写的光纤光栅(3)，其特征在于：所述光纤光栅(3)一端外周包裹于激光刻写的蓝宝石光纤构建端帽型FPI(4)内，二者共同构成光纤探头(5)埋于涡轮发动机叶片根部。

2.根据权利要求1所述的一种埋入式多参量光纤复合传感器，其特征在于：所述光纤光栅(3)的长度为8-10mm，光栅单位范围内的线数为9000线-10000线，光纤纤芯直径为60um-100um，包层的直径为100um-130um。

3.根据权利要求1所述的一种埋入式多参量光纤复合传感器，其特征在于：所述光纤光栅(3)位于蓝宝石光纤构建端帽型FPI(4)内的端面与同方向的蓝宝石光纤构建端帽型FPI(4)的端面间的厚度小于2mm。

4.一种埋入式多参量光纤复合传感器的制作方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤一、以光纤纤芯为对称轴，在轴线的两侧基于飞秒激光刻写工艺刻写光纤光栅(3)；

1)用质量浓度为75％-90％的酒精擦拭光纤，除去包层上的残渣，将其表面清洁干净；

2)将步骤一第1)步除去涂覆层的光纤端平整放置，用光纤切刀进行切割，切割时，刀口与光纤轴线垂直；

3)将步骤一第2)步切割好的光纤端头放入超声清洗仪用高频档位振动5-8分钟，保证去除留在光纤端面上的残余光纤屑，通过端面检测仪进一步检查光纤端面的平整度和洁净度，保证光纤端面的高反射率；

4)将步骤一第3)步处理过的光纤端头置于载玻片上，通过激光器物镜的聚焦，将飞秒级激光束先聚焦在载玻片上的光纤端头，调节激光器物镜与载物平台间的距离为1cm-2cm，刻写行程距离大于125um-250um，光纤光栅长度8-10mm，光栅单位范围内的线数9000线-10000线，光纤纤芯直径60um-100um之间，包层的直径为100um-130um，刻写深度90-100um，刻写制作得到光纤光栅(3)；

步骤二、用步骤一制得的光纤光栅(3)，制作一体化高温、高压集成光纤传感器：

采用纤芯直径100um-130um的蓝宝石光纤作为刻写材料，在步骤一制得的光纤光栅(3)一端，用刻写小槽的方法刻写FPI，形成激光刻写的蓝宝石光纤构建端帽型FPI(4)，蓝宝石光纤构建端帽型FPI(4)的长度为8-10mm；深度为50-60um，光纤光栅(3)的端面与同方向的蓝宝石光纤构建端帽型FPI(4)端面间的厚度小于2mm，制作得到一体化高温、高压集成光纤传感器，即光纤探头(5)；

步骤三、将步骤二制作得到的一体化高温、高压集成光纤传感器3D打印埋入发动机涡轮叶片：

将叶片模型榫头侧面设为打印底面，对步骤二制得的一体化高温、高压集成光纤传感器进行填埋，然后3D打印发动机涡轮叶片，完成埋入式多参量光纤复合传感器制作。

5.根据权利要求4所述的一种埋入式多参量光纤复合传感器的制作方法，其特征在于：所述步骤三中3D打印发动机涡轮叶片的方式为平铺放置，打印路线为“回”字型，打印速度为900-1000μm/s。