[发明专利]化学腐蚀法制备低损耗微纳光纤光栅传感器的方法和装置

权利要求书

1. 化学腐蚀法制备低损耗微纳光纤光栅传感器的装置，包括宽带光源、光纤环形器、3-dB光纤耦合器、光谱仪、光功率计、步进电机、写有布拉格光栅的光纤和盛有腐蚀溶液的聚四氟乙烯容器，其特征在于：

宽带光源的光信号通过光纤环形器到达光纤布拉格光栅，同时光纤布拉格光栅的反射信号通过光纤环形器输出到3-dB光纤耦合器；

3-dB光纤耦合器将光纤布拉格光栅的反射信号传输到光谱仪和光功率计；

光谱仪实时监测光纤布拉格光栅腐蚀过程中由于外包层和部分纤芯被腐蚀导致的布拉格中心波长的漂移，控制腐蚀获得的微纳光纤光栅的直径大小；

光功率计实时监测光纤布拉格光栅腐蚀过程中反射信号的光强变化；

写有布拉格光栅的光纤的末端竖直浸在盛有氢氟酸溶液的聚四氟乙烯容器中；

写有布拉格光栅的光纤的上端竖直固定在步进电机上；步进电机提升光纤的速度由计算机实时控制。

2.化学腐蚀法制备低损耗微纳光纤光栅传感器的方法，其特征在于：

用酒精棉擦拭写有布拉格光栅的光纤，之后将写有布拉格光栅的光纤的末端竖直放置于聚四氟乙烯容器中，其上端竖直固定在步进电机上；

在聚四氟乙烯容器中加入浓度为n%的氢氟酸腐蚀溶液；启动步进电机，以速度V₁提升写有布拉格光栅的光纤，并实时监测光谱仪和光功率计；

在光功率计显示的光强减小时增大步进电机的提升速度到V₂,并以V₂匀速提升有布拉格光栅的光纤，其中V₂ =mV₁， m为n%的氢氟酸腐蚀溶液中光纤纤芯和光纤包层的腐蚀速度比值；

继续腐蚀光纤，布拉格光栅的芯模有效折射率                                               会随着腐蚀进行逐渐减小，从而导致布拉格中心波长向短波漂移，通过光谱仪显示的布拉格中心波长的漂移量决定是否停止腐蚀，其中为布拉格中心波，是布拉格光栅的周期；

当布拉格中心波长漂移量达到目标微纳光纤光栅的直径减小所导致的漂移量时，立即从腐蚀溶液中提起写有布拉格光栅的光纤，终止腐蚀并沿光纤方向用柔和的氮气气流将光纤表面的腐蚀溶液吹干。