[发明专利]一种新型光纤光栅磨损测量传感器

说明书

本发明公开一种新型光纤光栅磨损测量传感器，包括投光部分、光纤组件、定向耦合器、滤光片、波长鉴别器、光探测组件；能够在被测对象被磨损的同时，传感器随着被测对象的磨损而同时被磨损；当啁啾光栅的栅区长度发生形变时，每个光纤布拉格光栅能够反射不同的光的波长，对应的反射光的光谱也会发生变化，随着光纤光栅的磨损，反射光光谱的宽度也会相应变化，从而根据反射光光谱宽度计算出磨损量，能够更加有效便捷地测量磨损度。

技术领域

本发明专利属于光纤传感技术领域，特别是涉及一种新型光纤光栅磨损测量传感器。

背景技术

光纤光栅是一种新型的光子器件，它是在光纤中建立起的一种空间周期性的折射率分布，可以改变和控制光在光纤中的传播行为。

啁啾光纤光栅(chirpedFBG又称CFBG)一般制做于普通单模光纤或是与之兼容的特殊光纤上，且长度很短，所以附加损耗很小，而且几乎不受光纤非线性影响，啁啾光纤光栅通常对信道分别进行补偿，可以通过设计，很方便在色散补偿的同时买现色散斜率补偿，并且还对放大器的ASE噪声有附加的滤波功能。容易实现器件的小型化。利用啁啾光纤光栅进行色散补偿可以说是应用前景好的一种方案，啁啾光纤光栅还可用于多波长光源的稳定合成、短光纤激光的整形、以及制作稳定连续波和可调锁模外腔半导体激光。光纤光栅传感解调技术中，也需要用到具有特殊反射波形的啁啾光纤光栅。

目前常用的磨损传感器，以电子类的传感器居多，这种传感器在检测和测量的过程中，精度无法保证。

发明内容

本发明涉及一种新型光纤光栅磨损测量传感器，包括：投光部分、光纤组件、定向耦合器、滤光片、波长鉴别器、光探测组件；其中：

所述投光部分为激光二极管，用以产生入射光束；

所述投光部分后设有定向耦合器，用以耦合所述投光部分的部分射频功率并将其传递到所述光纤组件；

所述光纤组件包括光纤部分和光纤头受光部分，所述光纤部分由封装基底、光纤芯和纤芯构成，所述纤芯内通过飞秒激光脉冲写入技术写入有啁啾光栅；所述光纤头受光部分用以接收投光部分发射的入射光束；

滤光片，其用于过滤所述光探测组件所需要的特定波长的光线，并将其传递到所述光探测组件和所述波长鉴别器上；

所述光探测组件，其能够检测啁啾光栅的反射波长并能够检测出入射到其面上的光功率，并将光功率的变化转化为相应的电流信号；

所述波长鉴别器，能够识别所述光纤组件内啁啾光栅的反射波长。

进一步地，所述光纤组件采用铜片作为基片进行封装，所述纤芯内纤芯至少拥有一根，且纤芯内均拥有至少一组啁啾光栅；各啁啾光栅呈线性阵列分布，且各啁啾光栅反射的光束波长相等，封装步骤如下：

(1)选取封装铜片；

(2)根据光纤光栅粗细，在铜片上刻画相应大小的细槽；

(3)将光纤光栅放在铜片细槽内，并给光纤光栅一定的预应力；

(4)并在(3)完成后，采用注射器向铜片细槽中注胶，并对胶加热，并保证胶不要溢出细槽；

(5)带胶固化后再铜片的两端加上弹性保护套，以完成封装。

进一步地，所述啁啾光栅的栅格周期沿轴向变化，不同的栅格周期能够对应不同的布拉格反射波长，当啁啾光栅的栅区长度发生形变时，每个光纤布拉格光栅能够反射不同的光的波长，对应的反射光的光谱也会发生变化。

进一步地，步骤(4)中对胶加热刻增加胶的密实度，减少气泡的形成。

进一步地，随着光纤光栅的磨损，反射光光谱的宽度也会相应变化，从而根据反射光光谱宽度计算出磨损量。

本发明的有益效果如下：