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1、(10)申请公布号 CN 102486552 A (43)申请公布日 2012.06.06 C N 1 0 2 4 8 6 5 5 2 A *CN102486552A* (21)申请号 201010573753.3 (22)申请日 2010.12.03 G02B 6/26(2006.01) G02B 6/245(2006.01) G02B 6/25(2006.01) G02B 6/255(2006.01) G01D 5/26(2006.01) (71)申请人西安金和光学科技有限公司 地址 710075 陕西省西安市高新区高新四路 丹枫国际B座1501室 (72)发明人杜兵 (74)专利代理机构。
2、西安创知专利事务所 61213 代理人谭文琰 (54) 发明名称 一种光纤型光反射装置及其制作方法 (57) 摘要 本发明公开了一种光纤型光反射装置，包括 光纤，所述光纤的纤芯上设置有光纤包层，所述光 纤包层上设置有涂覆层，在所述光纤的纤芯或靠 近纤芯的光纤包层的微空间内含有能对入射光纤 内的光信号产生菲涅尔反射光信号的微气泡。还 包括一种光纤型光反射装置制作方法，本发明所 述的一种光纤型光反射装置具有与光纤耦合方 便，成本低、体积小、温度、振动等环境影响小，且 其制作方法简单、易于大批量生产。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局。
3、 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 1/1页 2 1.一种光纤型光反射装置，包括光纤，所述光纤的纤芯(20)上设置有光纤包层(21)， 所述光纤包层(21)上设置有涂覆层(22)，其特征在于：在所述光纤的纤芯(20)或靠近纤 芯(20)的光纤包层(21)内含有能对入射光纤内的光信号产生菲涅尔反射光信号的微气泡 (25)。 2.根据权利要求1所述的一种光纤型光反射装置，其特征在于：所述的微气泡(25)是 由两个或两个以上的相互独立的微空间构成。 3.根据权利要求1所述的一种光纤型光反射装置，其特征在于：所述的微气泡(25)是 一条贯穿光纤包层或光纤纤芯的线孔。
4、。 4.一种光纤型光反射装置的制作方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一、准备好除去光纤表面高分子涂覆层的光纤； 步骤二、将一短脉冲激光器的准备输出的激光对准并聚焦于无涂覆层光纤纤芯； 步骤三、启动激光器照射，使光纤芯区聚焦点的材料气化，形成一微气泡； 步骤四、在光纤的一端接一测试装置，检测确认微气泡的形成和光的反射率和透过 率； 步骤五、然后给光纤套装保护套，完成制作。 5.根据权利要求4所述的一种光纤型光反射装置的制作方法，其特征在于：步骤二中， 所述的短脉冲激光器为飞秒脉冲激光器。 6.根据权利要求4所述的一种光纤型光反射装置的制作方法，其特征在于：步骤五中， 所述的保护套为光纤热缩套。
5、管。 7.根据权利要求4所述的一种光纤型光反射装置的制作方法，其特征在于：所述保护 套为紫外光固化高分子涂覆层。 8.一种光纤型光反射装置的制作方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一、在光纤拉丝塔的拉丝冷却装置与涂覆装置之间安置一短脉冲激光器； 步骤二、短脉冲激光器的准备输出的激光对准并聚焦于无涂覆的光纤纤芯； 步骤三、启动短脉冲激光器照射，使光纤芯区聚焦点的材料气化，形成一微气泡，并发 送一信号给标记装置； 步骤四、标记装置安置于拉丝塔上的涂覆装置之后，根据拉丝速度确定有微气泡的光 纤的位置，并在相应位置的光纤涂覆层表面标记符号； 步骤五、重复步骤一至步骤四，在光纤内形成多个微气泡； 步骤。
6、六、拉丝塔上的光纤收集装置将光纤盘绕收集； 步骤七、拉丝结束后，将光纤一端与测试装置连接，对每个微气泡进行测试，确定光反 射率和光透过率，至此完成制作。 9.根据权利要求8所述的一种光纤型光反射装置的制作方法，其特征在于：在步骤一 中，所述的短脉冲激光器为飞秒脉冲激光器。 10.根据权利要求8所述的一种光纤型光反射装置的制作方法，其特征在于：在步骤三 中，所述的标记装置为将标记油墨喷涂在光纤涂覆层表面的微喷装置。 权 利 要 求 书CN 102486552 A 1/4页 3 一种光纤型光反射装置及其制作方法 技术领域 0001 本发明属于光纤传感技术领域，特别涉及一种光纤型光反射装置及其制作方。
7、法。 背景技术 0002 光纤传感技术是随着光纤通信的发展而逐渐形成的一门新兴技术。由于它是一种 光学的传感器，具有灵敏度高、抗电磁干扰、易于构建复用和分布式测量系统等诸多优点， 受到广泛关注。 0003 光纤传感器的调制方式主要有四类：光强度调制型、光相位调制型、光波长调制型 和光偏振态调制型。其中光强度调制型相对于其他光纤传感器，其优势在于结构简单、工作 可靠、成本较低。但光强度调制型传感器受环境影响较大，主要包括温度、振动、光纤弯曲、 应变等因素均对传感器有影响，必须采取措施消除。一种有效的方法是双光反射装置法，在 强度调制型光纤传感器的前后分别安置有光反射器一和光反射器二，光源发出的脉。
8、冲光经 过12光分路器中2口中的一个注入光纤，后向反射光再经过12光分路器进入探测器。 在反射器的光反射率保持不变情况下，探测器探测到的前后两个反射装置的反射光功率之 差就反应了传感装置的损耗，而光源、探测器、光纤链路、光分路器等其他因素的影响被消 除了，不会影响测量结果。 0004 现有的光反射器主要有光反射镜和光纤光栅两种，前者若是非光纤型的反射镜， 其主要问题是与光纤耦合困难，成本高；若是光纤型的，目前的方法是在光纤端面处理后镀 反射膜，加工也是比较困难的，成本较高；光纤光栅型反射器主要问题是其具有应力和温度 敏感性，会引入新的误差，并且光纤光栅的反射波长带较窄，对激光器的选择范围有限制。
9、。 并且现有的光反射装置以高反射率装置为主，但在光纤传感领域中，在需要对多个区域或 多个点进行准分布式的检测时，只能选用低反射率的光反射装置，如反射率低于1的光反 射装置，只有这样光信号在光纤中才能传输的更远，并接受到多个光反射装置的反射光信 号，达到准分布测试的目的。而现有的光反射装置均不能满足这样的要求。所以需要一种 制作方便、成本低、温度等性能好的光纤型光反射器。 发明内容 0005 本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种光纤型光反射装置及其 制作方法。本发明所述的光反射装置具有与光纤耦合方便，成本低、体积小、温度、振动等环 境影响小，且其制作方法简单、易于大批量生产。 00。
10、06 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种光纤型光反射装置，包括光纤， 所述光纤的纤芯上设置有光纤包层，所述光纤包层上设置有涂覆层，其特征在于：在所述光 纤的纤芯或靠近纤芯的光纤包层的微空间内含有能对入射光纤内的光信号产生菲涅尔反 射光信号的微气泡。 0007 上述的一种光纤型光反射装置，所述的微气泡是由两个或两个以上的相互独立的 微空间构成。 说 明 书CN 102486552 A 2/4页 4 0008 上述的一种光纤型光反射装置，所述的微气泡是一条贯穿光纤是一条贯穿光纤包 层或光纤纤芯的线孔。 0009 一种光纤型光反射装置的制作方法，包括以下步骤： 0010 步骤一、准备好除去。
11、光纤表面高分子涂覆层的光纤； 0011 步骤二、将一短脉冲激光器的准备输出的激光对准并聚焦于无涂覆层光纤纤芯； 0012 步骤三、启动激光器照射，使光纤芯区聚焦点的材料气化，形成一微气泡； 0013 步骤四、在光纤的一端接一测试装置，检测确认微气泡的形成和光的反射率和透 过率； 0014 步骤五、然后给光纤套装保护套，完成制作。 0015 上述的一种光纤型光反射装置的制作方法，步骤二中，所述的短脉冲激光器为飞 秒脉冲激光器。 0016 上述的一种光纤型光反射装置的制作方法，步骤五中，所述的保护套为光纤热缩 套管。 0017 上述的一种光纤型光反射装置的制作方法，所述保护套为紫外光固化高分子涂覆。
12、 层。 0018 一种光纤型光反射装置的制作方法，包括以下步骤： 0019 步骤一、在光纤拉丝塔的拉丝冷却装置与涂覆装置之间安置一短脉冲激光器； 0020 步骤二、短脉冲激光器的准备输出的激光对准并聚焦于无涂覆的光纤纤芯； 0021 步骤三、启动短脉冲激光器照射，使光纤芯区聚焦点的材料气化，形成一微气泡， 并发送一信号给标记装置； 0022 步骤四、标记装置安置于拉丝塔上的涂覆装置之后，根据拉丝速度确定有微气泡 的光纤的位置，并在相应位置的光纤涂覆层表面标记符号； 0023 步骤五、重复步骤一至步骤四，在光纤内形成多个微气泡； 0024 步骤六、拉丝塔上的光纤收集装置将光纤盘绕收集； 0025。
13、 步骤七、拉丝结束后，将光纤一端与测试装置连接，对每个微气泡进行测试，确定 光反射率和光透过率，至此完成制作。 0026 上述的一种光纤型光反射装置的制作方法，在步骤一中，所述的短脉冲激光器为 飞秒脉冲激光器。 0027 上述的一种光纤型光反射装置的制作方法，在步骤三中，所述的标记装置为将标 记油墨喷涂在光纤涂覆层表面的微喷装置。 0028 本发明与现有技术相比具有以下优点： 0029 1、本方法所述的一种光纤型光反射装置操作方便且成本低； 0030 2、可以根据需要调整光反射率的大小，满足多种实际需求； 0031 3、使用短脉冲激光器，如纳秒激光器、皮秒激光器或飞秒激光器可以非常精准的 在光。
14、纤芯区形成微气泡，使之对入射光信号产生菲涅尔反射。 0032 4、使用本发明所述的光纤型光反射装置具有良好的稳定性，以及与光纤有良好的 耦合性，具有较低的使用成本。 0033 5、在拉丝塔上与拉丝同步生产，可以大批量生产光纤型光反射装置，可以大幅度 降低成本。 说 明 书CN 102486552 A 3/4页 5 0034 6、由于常规通信光纤的芯区含有二氧化锗，该材料相对于构成光纤主体的二氧化 硅具有较低的汽化温度，从而更有利于在芯区形成微气泡。 0035 综上所述，本发明方法操作方便、成本低、并利用短脉冲激光器具有瞬间高功率激 光输出的特点制作光纤型光反射装置，使本发明的装置和方法具有良好。
15、的推广前景。 0036 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。 附图说明 0037 图1为本发明一种光纤型光反射装置的整体结构示意图。 0038 图2为本发明一种光纤型光反射装置制作方法的流程图。 0039 图3为本发明一种光纤型光反射装置另一种制作方法的流程图。 0040 附图标记说明： 0041 20-纤芯； 21-光纤包层； 22-涂覆层； 0042 25-微气泡。 具体实施方式 0043 如图1所示的一种光纤型光反射装置，包括光纤，所述光纤的纤芯20上设置有光 纤包层21，所述光纤包层21上设置有涂覆层22，在所述光纤的纤芯20或靠近纤芯20的光 纤包层21内含有。
16、能对入射光纤内的光信号产生菲涅尔反射光信号的微气泡25。所述的微 气泡25是由两个或两个以上的相互独立的微空间构成。所述的微气泡25是一条贯穿光纤 是一条贯穿光纤包层或光纤纤芯的线孔。 0044 如图2所示，一种光纤型光反射装置的制作方法，包括以下步骤： 0045 步骤一、准备好除去光纤表面高分子涂覆层的光纤； 0046 步骤二、将一短脉冲激光器的准备输出的激光对准并聚焦于无涂覆层光纤纤芯； 0047 步骤三、启动激光器照射，使光纤芯区聚焦点的材料气化，形成一微气泡； 0048 步骤四、在光纤的一端接一测试装置，检测确认微气泡的形成和光的反射率和透 过率； 0049 步骤五、然后给光纤套装保护。
17、套，完成制作。 0050 其中，步骤二中，所述的短脉冲激光器为飞秒脉冲激光器，如果短脉冲激光器的功 率较大，使用皮秒激光器、纳秒激光器甚至是微秒激光器也可以使光纤芯区产生微气泡。步 骤五中，所述的保护套为光纤热缩套管。所述保护套为紫外光固化高分子涂覆层。 0051 如图3所示，一种光纤型光反射装置的制作方法，包括以下步骤： 0052 步骤一、在光纤拉丝塔的拉丝冷却装置与涂覆装置之间安置一短脉冲激光器； 0053 步骤二、短脉冲激光器的准备输出的激光对准并聚焦于无涂覆的光纤纤芯； 0054 步骤三、启动短脉冲激光器照射，使光纤芯区聚焦点的材料气化，形成一微气泡， 并发送一信号给标记装置； 005。
18、5 步骤四、标记装置安置于拉丝塔上的涂覆装置之后，根据拉丝速度确定有微气泡 的光纤的位置，并在相应位置的光纤涂覆层表面标记符号； 0056 步骤五、重复步骤一至步骤四，在光纤内形成多个微气泡； 0057 步骤六、拉丝塔上的光纤收集装置将光纤盘绕收集； 说 明 书CN 102486552 A 4/4页 6 0058 步骤七、拉丝结束后，将光纤一端与测试装置连接，对每个微气泡进行测试，确定 光反射率和光透过率，至此完成制作。 0059 其中，在步骤一中，所述的短脉冲激光器为飞秒脉冲激光器。在步骤三中，所述的 标记装置为将标记油墨喷涂在光纤涂覆层表面的微喷装置。 0060 以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明 技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技 术方案的保护范围内。 说 明 书CN 102486552 A 1/1页 7 图1 图2 图3 说 明 书 附 图CN 102486552 A 。