一種金屬化光纖光柵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及光纖光柵傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種金屬化光纖光柵。
【背景技術(shù)】
[0002] 光纖光柵傳感器是一種全光傳輸?shù)膫鞲衅鳎ㄟ^外界溫度、應(yīng)變、拉力等條件的變 化引起光柵柵格的變化，進(jìn)而使光纖的中心波長改變，通過測量中心波長的變化量可得到 引起該中心波長變化的外界變化值。光纖光柵傳感器有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0003] 1)光纖光柵使用的是光信號(hào)，本質(zhì)安全，使用時(shí)比電信號(hào)傳感器有更高的安全性。
[0004] 2)光纖光柵傳感器避免了因電源干擾產(chǎn)生的錯(cuò)誤信息。
[0005] 3)在一根光纜上可以串接數(shù)十個(gè)光纖光柵傳感器，在需要的部位可以密集安裝， 因此光纜上任何部位發(fā)生異常現(xiàn)象都能及時(shí)傳輸?shù)街锌厥摇?br>[0006] 4)光纖光柵傳感器屬于波長調(diào)制型非線性作用的光纖傳感器。通過測量反射光的 波長變化進(jìn)行檢測。由于波長是一個(gè)絕對(duì)參數(shù)，不受總體光強(qiáng)水平、連接光纖和耦合器損耗 以及光源能量的影響，因此波長比其他參數(shù)更加穩(wěn)定、準(zhǔn)確。
[0007] 目前的光纖光柵傳感器大部分使用黏合劑進(jìn)行粘接，這種方式大大限制了光纖光 柵傳感器的精度、使用壽命、使用溫度和應(yīng)用領(lǐng)域。無膠化封裝成了光纖光柵傳感器行業(yè)的 必然趨勢(shì)。
[0008] 中國專利"石英光纖光柵表面濕化學(xué)金屬化工藝"(專利號(hào)：200510020086. 5)公開 了一種光纖光柵金屬化的方法，實(shí)現(xiàn)了光纖光柵的金屬化。使用該專利方法制成的金屬化 光纖光柵將光纖的光柵部分也同時(shí)進(jìn)行了金屬化處理，金屬化過程中的粗化、敏化和活化 步驟對(duì)光纖光柵的損傷極大，影響了利用這種全金屬化光纖光柵制成的傳感器的測量精度 和靈敏度，也大大影響了光纖光柵的抗彎能力。光纖的光柵部分金屬化后，硬度顯著增加， 在相同的力的作用下，全金屬化光纖光柵的波長變化較未金屬化的光纖光柵的波長變化明 顯減小，即應(yīng)變靈敏度降低，并且其承受的最大拉力的明顯降低，影響了全金屬化光纖光柵 制成的傳感器的測量范圍。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009] 針對(duì)現(xiàn)有金屬化光纖光柵應(yīng)變靈敏度較低的不足，本實(shí)用新型提供了一種金屬化 光纖光柵。
[0010] 為解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：
[0011] 一種金屬化光纖光柵，包括光纖和金屬管，其中，光纖兩端設(shè)置有金屬化區(qū)，金屬 化區(qū)之間為光柵區(qū)，金屬化區(qū)表面依次覆有鍍鎳層和鍍金層，金屬管與光纖相連的一端覆 有鍍金層。光纖的金屬化區(qū)與金屬管的鍍金層焊接連接。
[0012] 具體的，光纖上的金屬化區(qū)長度在區(qū)間[5mm，7mm]范圍內(nèi)。
[0013] 具體的，光纖上金屬化區(qū)的鍍鎳層厚度在區(qū)間[2 μπι，3 μπι]范圍內(nèi)，光纖上金屬 化區(qū)的鍍金層厚度在區(qū)間[0.2 μ m，0.3 μ m]范圍內(nèi)。
[0014] 具體的，金屬管的鍍金層厚度在區(qū)間[1 μm，2 μm]范圍內(nèi)。
[0015] 具體的，金屬管為鎳管。
[0016] 本實(shí)用新型的有益效果：1.本實(shí)用新型的金屬化光纖光柵在光纖兩端的金屬化 區(qū)鍍覆有鍍鎳層和鍍金層，使光纖具有了焊接性能，光纖的光柵區(qū)未做金屬化處理，其各項(xiàng) 性能均未損傷。相較全金屬化的光纖光柵，本實(shí)用新型的金屬化光纖光柵的應(yīng)變靈敏度提 高約15.4%。2.將光纖上的金屬化區(qū)長度控制在區(qū)間[5mm，7mm]范圍內(nèi)，方便對(duì)光纖實(shí)施 金屬化處理，也方便金屬化后對(duì)光纖光柵進(jìn)行焊接。3.將光纖上金屬化區(qū)的鍍鎳層和鍍金 層的厚度控制在區(qū)間[2 y m，3 μm]和[0.2 μm，0.3 μm]范圍內(nèi)，將金屬管的鍍金層厚度控 制在區(qū)間[lym，2 ym]范圍內(nèi)，能夠保證鍍覆的金屬層光滑完整，同時(shí)鍍覆金屬層的耗時(shí) 較短。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 其中，1光纖，1-1金屬化區(qū)，1-2光柵區(qū)，2金屬管。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0020] 參照?qǐng)D1，實(shí)施例1~3的金屬化光柵光纖均由光纖1和金屬管2組成。光纖1的兩 端為金屬化區(qū)1-1，金屬化區(qū)1-1上依次覆有鍍鎳層和鍍金層，其最外層為鍍金層。光纖1 上兩個(gè)金屬化區(qū)1-1之間為光柵區(qū)1-2,光柵區(qū)1-2為裸光纖并刻有特定波長的光柵，光纖 1上的光柵區(qū)1-2未經(jīng)任何金屬化處理，保持了光纖光柵的各種特性。實(shí)施例1~3中，金屬 管2為鎳管，并且其一端的表面覆有鍍金層。金屬管2上的鍍金層可設(shè)置在金屬管2與光 纖1相連接的端面上或管壁上，或者在金屬管2與光纖1相連的一端的端面和管壁上均設(shè) 置鍍金層。光纖1的金屬化區(qū)1-1與金屬管2的鍍金層通過焊接連接。鎳具有良好的耐腐 蝕性、可塑性、延展性和適當(dāng)?shù)挠捕?，并且具有鐵磁性，與金屬化光纖光柵配合使用能夠擴(kuò) 展金屬化光纖光柵的應(yīng)用領(lǐng)域。
[0021] 表1所不為實(shí)施例1~3的金屬化光柵光纖的技術(shù)參數(shù)。
[0022] 表1實(shí)施例1~3的金屬化光柵光纖的技術(shù)參數(shù)
[0023]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種金屬化光纖光柵，包括光纖（1)和金屬管（2)，其特征在于所述光纖（1)兩端設(shè) 置有金屬化區(qū)（1-1)，所述金屬化區(qū)（1-1)之間為光柵區(qū)（1-2)，所述金屬化區(qū)（1-1)表面依 次覆有鍍鎳層和鍍金層，所述金屬管（2)與光纖（1)相連的一端覆有鍍金層，所述光纖（1) 的金屬化區(qū)（1-1)與金屬管（2)的鍍金層焊接連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬化光纖光柵，其特征在于所述光纖（1)上的金屬化 區(qū)（1-1)長度在區(qū)間[5mm, 7mm]范圍內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種金屬化光纖光柵，其特征在于所述光纖（1)金屬化區(qū) (1-1)的鍍鎳層厚度在區(qū)間[2 ym，3 ym]范圍內(nèi)，所述光纖（1)金屬化區(qū)（1-1)的鍍金層厚 度在區(qū)間[0.2 ym, 0.3 ym]范圍內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種金屬化光纖光柵，其特征在于所述金屬管（2)的鍍金層 厚度在區(qū)間[lym，2iim]范圍內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種金屬化光纖光柵，其特征在于所述金屬管（2)為鎳管。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及光纖光柵傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種金屬化光纖光柵。針對(duì)現(xiàn)有金屬化光纖光柵應(yīng)變靈敏度較低的不足，本實(shí)用新型提供了一種金屬化光纖光柵。本實(shí)用新型由光纖和金屬管組成，光纖兩端設(shè)置有金屬化區(qū)，金屬化區(qū)之間為光柵區(qū)，金屬化區(qū)表面依次覆有鍍鎳層和鍍金層，金屬管與光纖相連的一端覆有鍍金層，光纖的金屬化區(qū)與金屬管的鍍金層焊接連接。
【IPC分類】G02B6-02
【公開號(hào)】CN204347287
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520015175
【發(fā)明人】劉強(qiáng), 文繼華
【申請(qǐng)人】石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2015年1月9日