基于伽馬輻射源制作光纖光柵的裝置及方法
【專利摘要】一種光纖光柵制作技術領域的基于伽馬輻射源制作光纖光柵的裝置及方法，該裝置包括：伽馬輻射源、掩模板、刻寫平臺和光纖繞制器，其中：刻寫平臺為頂部開口的半封閉盒式結構，刻寫平臺開口處設置掩模板，刻寫平臺內部設置有光纖繞制器，伽馬輻射源、掩模板和光纖繞制器從上至下依次相對設置；所述的光纖繞制器包括：光纖盤和位于光纖盤上方左右兩側水平設置的滾軸。本發明采用的伽馬輻射源穿透性強，在光纖光柵刻寫時無需剝離和重建涂覆層，避免對光纖強度及損耗造成影響，確保了光纖光柵的穩定性；同時伽馬輻射源作用面積大，多條光纖能夠并行排布同時刻寫，便于大規模批量生產。
【專利說明】
基于伽馬輻射源制作光纖光柵的裝置及方法
技術領域
[0001]本發明涉及的是一種光纖光柵制作領域的技術，具體是一種基于伽馬輻射源制作光纖光柵的裝置及方法。
【背景技術】
[0002]光纖光柵具有廣泛的應用。在通信領域，光纖布拉格光柵可作為窄帶濾波器，對光纖色散進行補償;長周期光纖光柵可作為帶阻濾波器。在傳感領域，光纖光柵作為分布式傳感器，可實現對溫度、應變、電流、磁場、位移、輻射劑量等物理量的測量。
[0003]目前的光纖光柵制作技術中一般采用紫外光源作為成柵光源，紫外光可在大部分類型的光纖上不同程度地寫入光柵。由于光纖涂敷層對紫外光的吸收率比較高，直接刻寫會破壞涂敷層，所以刻寫光柵前需要剝離光纖的涂敷層，刻寫結束后再重建涂敷層。上述過程會對光纖光柵的性能產生影響。
[0004]目前的直接寫入法主要通過更換光纖涂覆層材料實現，即采用對紫外光透明的材料作為光纖涂覆層，包括丙稀酸酯涂覆層和General Electric RTV615娃膠涂覆層。該技術更換涂覆層對光纖光柵的機械強度造成不可逆的影響；更換涂覆層使制造效率大幅度降低。
【發明內容】
[0005]本發明針對現有技術中由于涂覆層的更換或重建導致的光纖光柵的受損，使得其機械性能產生影響的不足，提出了一種基于伽馬輻射源制作光纖光柵的裝置及方法，避免光纖光柵刻寫時需要剝離和重建涂覆層，確保了光纖光柵的穩定性，而且能夠實現大規模批量生產。
[0006]本發明是通過以下技術方案實現的，
[0007]本發明涉及一種基于伽馬輻射源制作光纖光柵的裝置，包括:伽馬輻射源、掩模板、刻寫平臺和光纖繞制器，其中:刻寫平臺為頂部開口的半封閉盒式結構，刻寫平臺開口處設置掩模板，刻寫平臺內部設置有光纖繞制器，伽馬輻射源、掩模板和光纖繞制器從上至下依次相對設置；
[0008]所述的光纖繞制器包括:光纖盤和位于光纖盤上方左右兩側水平設置的滾軸。
[0009]所述的光纖盤為柱狀結構，軸向均布有若干組螺紋狀滑槽。
[0010]所述的滾軸表面光滑。
[0011]本發明涉及上述裝置的光纖光柵的制造方法，通過將光纖放入光纖繞制器中進行伽馬射線輻射處理，輻射結束后在室溫下退火，退火后對光纖光柵進行校準。
技術效果
[0012]與現有技術相比，本發明采用的伽馬輻射源穿透性強，在光纖光柵刻寫時無需剝離和重建涂覆層，避免涂覆層剝離和重建對光纖強度及損耗的影響，確保了光纖光柵的穩定性；同時伽馬輻射源作用面積大，多條光纖能夠并行排布同時刻寫，便于大規模批量生產。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明制作過程中光纖光柵的折射率變化示意圖；
[0014]圖2為本發明裝置的基本結構示意圖；
[0015]圖3為本發明裝置中部分機構的結構示意圖，其中:(a)為主視圖，(b)為側視圖；
圖4為光纖盤結構示意圖；
[0016]圖中:伽馬輻射源1、掩模板2、刻寫平臺3、光纖繞制器4、光纖盤5、光纖6、滾軸7。
【具體實施方式】
[0017]下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。
實施例1
[0018]如圖2和圖3所示，本實施例涉及一種基于伽馬輻射源制作光纖光柵的裝置，包括:伽馬輻射源1、掩模板2、刻寫平臺3和光纖繞制器4，其中:刻寫平臺3為頂部開口的半封閉盒式結構，刻寫平臺3開口處設置掩模板2，刻寫平臺4內部設置有光纖繞制器4，伽馬輻射源1、掩模板2和光纖繞制器4從上至下依次相對設置；
[0019]所述的光纖繞制器4包括:光纖盤5和位于光纖盤5上方左右兩側水平設置的滾軸7，光纖盤5上的光纖6繞過兩根滾軸7呈水平狀態。
[0020]優選地，所述的伽馬輻射源I為鈷-60;所述的伽馬輻射源I的高度可調，從而改變輻射強度，控制刻寫效果和效率。
[0021]所述的掩模板2可根據刻寫要求進行更換，滿足光纖光柵參數要求。
[0022]所述的刻寫平臺3采用輻射阻隔材料。
[0023]所述的光纖繞制器4可通過改變繞制方式產生不同的光柵陣列。
[0024]所述的光纖盤5為柱狀結構，軸向均布有若干組螺紋狀滑槽，如圖4所示。
[0025]所述的滾軸7表面光滑。
[0026]本實施例涉及上述裝置的光纖光柵的制造方法，將光纖6裝入光纖繞制器4中，通過改變繞制方式產生不同的光柵陣列;然后進行伽馬射線輻射處理，輻射結束后在室溫下退火，由于光纖本身存在細微的差異，退火后需對光纖光柵進行校準和篩選;如圖1所示，輻射結束后的退火過程中，光纖折射率逐步下降，穩定后，受折射部分折射率略高于刻寫前。
[0027]所述的退火時間為2-5天。
【主權項】
1.一種基于伽馬輻射源制作光纖光柵的裝置，其特征在于，包括:伽馬輻射源、掩模板、刻寫平臺和光纖繞制器，其中:刻寫平臺為頂部開口的半封閉盒式結構，刻寫平臺開口處設置掩模板，刻寫平臺內部設置有光纖繞制器，伽馬輻射源、掩模板和光纖繞制器從上至下依次相對設置； 所述的光纖繞制器包括:光纖盤和位于光纖盤上方左右兩側水平設置的滾軸，其中:光纖盤上的光纖繞過兩根滾軸呈水平狀態。2.根據權利要求1所述的基于伽馬輻射源制作光纖光柵的裝置，其特征是，所述的伽馬輻射源的高度可調，從而改變輻射強度以控制刻寫效果和效率。3.據權利要求1所述的基于伽馬輻射源制作光纖光柵的裝置，其特征是，所述的刻寫平臺采用輻射阻隔材料。4.據權利要求1所述的基于伽馬輻射源制作光纖光柵的裝置，其特征是，所述的光纖盤為柱狀結構，軸向均布有若干組螺紋狀滑槽。5.根據上述任一權利要求所述裝置的光纖光柵的制造方法，其特征在于，將光纖放入光纖繞制器中，通過改變繞制方式產生不同的光柵陣列;然后進行伽馬射線輻射處理，輻射結束后在室溫下退火，退火后對光纖光柵進行校準。6.根據權利要求5所述制作光纖光柵的方法，其特征是，所述的退火時間為3-7天。
【文檔編號】G02B6/02GK105938219SQ201610398751
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年6月7日
【發明人】何祖源, 馬麟, 徐陽, 姜壽林
【申請人】上海交通大學