光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具陣列制造技術(shù)

一種光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具陣列，由從幾微米到幾百微米長的單光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具組成光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具陣列。各個(gè)單光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具腔的長度可以相同，也可以各不相同。每個(gè)單光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具腔都是制作在一個(gè)光纖段上，光纖段的中間部分的纖芯的折射率不同于兩端。折射率的改變可以由像飛秒激光或紫外激光一樣的超快激光的照射曝光形成。光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具陣列與其中的每個(gè)單光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具腔的自由光譜范圍可以相同，也可以與其中的每個(gè)單光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具腔的自由光譜范圍都不相同。例如，光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具陣列的自由光譜范圍可能是一個(gè)新的光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具的自由光譜范圍，新的光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具的腔體長度等于20個(gè)單光纖法布里珀羅標(biāo)準(zhǔn)具腔長度的總和。在光纖上制做法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具陣列，可以通過飛秒激光、紫外激光、高功率激光或者光刻、離子刻蝕加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)。光纖也可以用光波導(dǎo)來替代而形成光波導(dǎo)法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具陣列。（*該技術(shù)在2021年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具陣列，尤其是可以作為傳感器使用的光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具陣列。
技術(shù)介紹
法布里-珀羅光纖干涉儀當(dāng)做一種光纖傳感器已被廣泛應(yīng)用于從土木工程到生物光學(xué)等各種領(lǐng)域，光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具陣列作為光纖傳感器使用，其緊湊的結(jié)構(gòu)和高分辨率比傳統(tǒng)的光纖傳感器更具優(yōu)勢。實(shí)現(xiàn)光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具的早期技術(shù)一般是在兩個(gè)介質(zhì)反射鏡之間放置一小段光纖，或者是兩個(gè)相對的切割過的光纖端面之間留有一點(diǎn)空隙，或者用中空的光纖。這些方法存在著重復(fù)性和可靠性差的問題，原因是其復(fù)雜的、多步驟的制作方法引起的。高功率飛秒激光系統(tǒng)的最新進(jìn)展有助于實(shí)現(xiàn)一步到位的將法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具腔微加工到單模光纖纖芯上。盡管光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具在制作和應(yīng)用上更具優(yōu)勢，但他也存在一些缺陷，像激光的燒蝕使表面粗糙降低了標(biāo)準(zhǔn)具鏡面的反射率和難以控制標(biāo)準(zhǔn)具長度的精確度，這直接造成條紋的可見度差和波長的峰值傳遞的不確定性，因此，單光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具傳感器在準(zhǔn)確性方面表現(xiàn)不佳。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提供一種可以作為傳感器，具有測量精度高，具備長期的重復(fù)性和可靠性，由多個(gè)單光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具組成光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具陣列。為解決上述問題，本技術(shù)提供的光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具陣列，包含多個(gè)單光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具，每個(gè)光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具在中間部分纖芯處折射率有變化，或者是每個(gè)光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具中間的纖芯處的折射率不同于法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具邊界處的折射率，折射率的改變可以由像飛秒激光或紫外激光一樣的超快激光的照射形成，單光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具腔的長度從幾微米到幾百微米，有的情況下，所有的單光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具腔的長度都是相同的；有的情況下，各個(gè)單光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具腔的長度都不同。在某些情況下，光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具陣列的自由光譜范圍與單光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具的相同，在另外一些情況下，光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具陣列的自由光譜范圍與單光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具的不相同。光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具陣列可以用飛秒激光設(shè)備來制作，單模光纖放置在激光光束通過光學(xué)透鏡后的焦點(diǎn)處，使激光打在光纖的纖芯上，經(jīng)過一段時(shí)間后，光纖的折射率發(fā)生改變，這樣一個(gè)光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具腔就制作完成了。然后將將激光光斑移動(dòng)到下一個(gè)位置，重復(fù)前面的步驟，直到完成符合要求的光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具陣列。有益效果是本技術(shù)的目的是提供一種新的的光纖傳感器，由多個(gè)單光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具腔構(gòu)成光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具陣列，作為傳感器使用，特別適用于溫度傳感。本技術(shù)提高了單光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具作為傳感器的測量精度。提高了單光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具作為傳感器的光波波峰的反射率。降低了單光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具作為傳感器，使用飛秒激光和紫外激光設(shè)備進(jìn)行制作的難度。附圖說明圖I為本技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本技術(shù)的光傳輸干涉頻譜圖；圖3為光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具陣列的制作過程示意圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對本技術(shù)的具體內(nèi)容做進(jìn)一步說明。圖一所示，光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具陣列是多個(gè)法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具腔相聯(lián)而的，單法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具腔3被制作在光纖4的纖芯I上，2是光纖包層，3是法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具腔，4是光纖。法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具腔制作在光纖段的中間部分的纖芯上，使光纖的光折射率發(fā)生改變，在一些情況下，可能使整個(gè)纖芯的折射率發(fā)生改變；一些情況下，可能只在法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具腔處發(fā)生折射率的改變。如圖I所示，因?yàn)轱w秒激光光斑聚焦在纖芯上發(fā)生輕微作用，所以只在光纖段中間部分發(fā)生折射率的改變。光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具腔可能只有幾微米長，也可能有幾百微米長，有的情況下，所有的單光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具腔的長度都是相同的；有的情況下，各個(gè)單光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具腔的長度都不同。光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具陣列的自由光譜范圍可能與任意一個(gè)單獨(dú)的法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具腔的相同，也可能與由幾個(gè)法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具腔構(gòu)成的新的法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具的相同，新的法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具腔的長度與其構(gòu)成的幾個(gè)單法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具腔的長度總和相等。每個(gè)光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具腔都制作在一段光纖中間的纖芯上，制作好后光纖的中間部分的折射率會(huì)發(fā)生改變，這種改變是由制作過程中飛秒激光光斑聚焦照射纖芯引起的。光纖在飛秒激光光斑聚焦照射曝光纖芯后，一個(gè)光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具腔就形成了。移動(dòng)光斑或光纖，使激光光斑照射曝光在光纖纖芯的不同位置，這樣就可以形成光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具陣列。圖二所示展示了光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具陣列的傳輸干涉頻譜，這個(gè)陣列的長度為15mm，每一個(gè)法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具腔的長度是3.4μπι。飛秒激光器的工作波長是800nm，工作的脈沖寬度為120fs。脈沖頻率為1000Hz，自動(dòng)控制階段的速度為3.4mm/s，它決定了每個(gè)法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具腔的長度為3. 4μπι，從頻譜圖可以看出，該法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具陣列的自由光譜范圍相當(dāng)于一個(gè)腔體長度為68 μ m的法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具的自由光譜范圍，相當(dāng)于20個(gè)單法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具腔的長度的總和。圖三所示展示了一套使用飛秒激光器10在光纖4上制作法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具陣列的光學(xué)裝置，光纖4固定在自動(dòng)位移控制裝置14上，飛秒激光束11首先經(jīng)過光學(xué)反射鏡12的反射，再經(jīng)過光學(xué)聚焦鏡13聚焦到光纖4的纖芯I上，通過激光束11照射曝光過的纖芯處的折射率發(fā)生改變，就形成了一個(gè)法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具腔3，再通過自動(dòng)控制裝置14使光纖4移動(dòng)到下一個(gè)位置，在新的位置處對纖芯曝光，形成另一個(gè)法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具腔，重復(fù)上述過程，知道光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具陣列制作完成。在光纖上制作法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具陣列也可以使用紫外激光會(huì)聚在光纖的芯徑上來改變折射率制作成，或用高功率激光光束會(huì)聚在光纖的芯徑上來改變折射率制作成，或用半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的光刻和離子刻蝕技術(shù)來制作。與制作光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具陣列一樣，法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具陣列也可以在光波導(dǎo)中制作而形成光波導(dǎo)法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具陣列器件。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種光纖法布里?珀羅標(biāo)準(zhǔn)具陣列，在一根光纖中，有多個(gè)單光纖法布里?珀羅標(biāo)準(zhǔn)具，其特征是：每個(gè)光纖法布里?珀羅標(biāo)準(zhǔn)具在中間部分纖芯處折射率有變化，或者是每個(gè)光纖法布里?珀羅標(biāo)準(zhǔn)具中間的纖芯處的折射率不同于法布里?珀羅標(biāo)準(zhǔn)具邊界處的折射率，并且光纖法布里?珀羅標(biāo)準(zhǔn)具的長度可以從幾微米到幾百微米。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具陣列，在一根光纖中，有多個(gè)單光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具，其特征是每個(gè)光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具在中間部分纖芯處折射率有變化，或者是每個(gè)光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具中間的纖芯處的折射率不同于法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具邊界處的折射率，并且光纖法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具的長度可以從幾微米到幾百微米。2....

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：龍品，
申請(專利權(quán))人：無錫光芯科技有限公司，
類型：實(shí)用新型
國別省市：