[发明专利]一种简易型光纤弯曲变形装置

说明书

本发明涉及一种简易型光纤弯曲变形装置，所述装置包括衬底(1)、弯曲变形器(2)和光纤(3)，所述弯曲变形器(2)固定在衬底(1)上，所述弯曲变形器(2)为弹性棒，所述光纤(3)沿弯曲变形器(2)的轴线方向呈螺旋状缠绕在弯曲变形器(2)的外表面上，所述光纤(3)的两端为自由端。与现有技术相比，本发明整体结构简单，且可调光强度范围大，灵敏度高，易于操作。

技术领域

本发明属于光纤传感领域，具体涉及一种简易型光纤弯曲变形装置。

背景技术

光纤弯曲变形器是光纤领域中广泛使用的装置。利用弯曲变形器使光纤产生弯曲损耗，以实现对光纤中的信号光进行强度调制。

目前普遍使用的光纤弯曲变形器为夹板式变形器，其结构为上压板和下压板，上压板和下压板上与光纤接触的面上分别设置有相互错开的上齿纹和下齿纹，光纤在上下齿纹之间。当受到压力时，上下齿纹之间的距离减小而使光纤发生弯曲，以实现对光纤中信号光强度的调制，该结构变形齿少、变形齿间的传感光纤长度短，使其采集数据的能力较差、传感光纤弯曲曲率大，从而导致使用寿命短，采集到的数据要么精度高动态范围小，要么动态范围大精度低，无法满足实际应用要求，而且制备工艺较为复杂，体积较大。

发明内容

本发明的目的就是提供一种简易型光纤弯曲变形装置，整体结构不仅简单，且可调光强度范围大，灵敏度高，易于操作。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种简易型光纤弯曲变形装置，所述装置包括衬底、弯曲变形器和光纤，所述弯曲变形器固定在衬底上，所述弯曲变形器为弹性棒，所述光纤沿弯曲变形器的轴线方向呈螺旋状缠绕在弯曲变形器的外表面上，所述光纤的两端为自由端。弯曲变形器可根据实际需要设定适度的长度和适当大小的直径。

所述弯曲变形器的中轴线和衬底所在的平面相平行，即弯曲变形器水平固定在衬底上。

所述弯曲变形器呈圆柱体状，所述弯曲变形器的横截面呈圆形。

所述弯曲变形器的侧面光滑，避免光纤在缠绕的时候出现挤压或偏向的情况，从而在初态时就出现部分光纤上的弯曲度发生局部变化的情况。

所述弯曲变形器的两端固定在衬底上。

所述弯曲变形器的中部和衬底之间存在供光纤穿过的间隙，避免光纤在初态时就受到挤压。

所述间隙大于光纤的直径。

所述弯曲变形器采用弹性材料制成，弹性材料包括如橡胶、乳胶等材料。

所述光纤的螺距大于光纤的直径。通过改变光纤的螺距可以调整光纤的缠绕圈数，从而对光纤中的光强度进行调制。

所述装置在使用时，先将光纤的两端连接上接点，之后对弯曲变形器施加外力使弯曲变形器发生变形，从而改变光纤的弯曲程度。

所述外力施加在弯曲变形器的侧面，所述弯曲变形器发生径向变形。

所述装置在制作时，根据实际光强度调制需求，调整弯曲变形器的长度和直径。

在安装时，不对弯曲变形器施加压力，即弯曲变形器的初态为不变形，使缠绕在其上的光纤弯曲损耗尽量小。由于本发明不受力的横截面为圆形，当外界施加压力于弯曲变形器的侧面时，横截面由圆形变成椭圆形，随着外界压力的变化，该横截面的椭圆度在变化，使得光纤的弯曲程度在变化。

本发明实现对光纤中光信号强度的调节的原理与现有技术的原理一致，即通过调节所施加的压力大小不同来改变弹性棒的椭圆度，压力增加，弹性棒的横截面变扁，使得缠绕在弹性棒上的光纤的弯曲度增加，进而使得光波的损耗增加，实现对光纤中光信号强度的调节，实现可调的光衰减。本发明充分利用材料的特性，使弯曲变形器本身的调制参数随外界压力变化，通过改变弹性棒的椭圆度来改变光纤的弯曲程度。