專利名稱：光纖法布里-珀羅標準具陣列的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光纖法布里-珀羅標準具陣列，尤其是可以作為傳感器使用的光纖法布里-珀羅標準具陣列。
背景技術：
法布里-珀羅光纖干涉儀當做一種光纖傳感器已被廣泛應用于從土木工程到生物光學等各種領域，光纖法布里-珀羅標準具陣列作為光纖傳感器使用，其緊湊的結構和高分辨率比傳統的光纖傳感器更具優勢。實現光纖法布里-珀羅標準具的早期技術一般是在兩個介質反射鏡之間放置一小段光纖，或者是兩個相對的切割過的光纖端面之間留有一點空隙，或者用中空的光纖。這些方法存在著重復性和可靠性差的問題，原因是其復雜的、多步驟的制作方法引起的。高功率飛秒激光系統的最新進展有助于實現一步到位的將法布里-珀羅標準具腔微加工到單模光纖纖芯上。盡管光纖法布里-珀羅標準具在制作和應用上更具優勢，但他也存在一些缺陷，像激光的燒蝕使表面粗糙降低了標準具鏡面的反射率和難以控制標準具長度的精確度，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-珀羅標準具傳感器在準確性方面表現不佳。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種可以作為傳感器，具有測量精度高，具備長期的重復性和可靠性，由多個單光纖法布里-珀羅標準具組成光纖法布里-珀羅標準具陣列。為解決上述問題，本實用新型提供的光纖法布里-珀羅標準具陣列，包含多個單光纖法布里-珀羅標準具，每個光纖法布里-珀羅標準具在中間部分纖芯處折射率有變化，或者是每個光纖法布里-珀羅標準具中間的纖芯處的折射率不同于法布里-珀羅標準具邊界處的折射率，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-珀羅標準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-珀羅標準具腔的長度都是相同的；有的情況下，各個單光纖法布里-珀羅標準具腔的長度都不同。在某些情況下，光纖法布里-珀羅標準具陣列的自由光譜范圍與單光纖法布里-珀羅標準具的相同，在另外一些情況下，光纖法布里-珀羅標準具陣列的自由光譜范圍與單光纖法布里-珀羅標準具的不相同。光纖法布里-珀羅標準具陣列可以用飛秒激光設備來制作，單模光纖放置在激光光束通過光學透鏡后的焦點處，使激光打在光纖的纖芯上，經過一段時間后，光纖的折射率發生改變，這樣一個光纖法布里-珀羅標準具腔就制作完成了。然后將將激光光斑移動到下一個位置，重復前面的步驟，直到完成符合要求的光纖法布里-珀羅標準具陣列。有益效果是本實用新型的目的是提供一種新的的光纖傳感器，由多個單光纖法布里-珀羅標準具腔構成光纖法布里-珀羅標準具陣列，作為傳感器使用，特別適用于溫度傳感。[0008]本實用新型提高了單光纖法布里-珀羅標準具作為傳感器的測量精度。提高了單光纖法布里-珀羅標準具作為傳感器的光波波峰的反射率。降低了單光纖法布里-珀羅標準具作為傳感器，使用飛秒激光和紫外激光設備進行制作的難度。

圖I為本實用新型的結構示意圖；圖2為本實用新型的光傳輸干涉頻譜圖；圖3為光纖法布里-珀羅標準具陣列的制作過程示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體內容做進一步說明。圖一所示，光纖法布里-珀羅標準具陣列是多個法布里-珀羅標準具腔相聯而的，單法布里-珀羅標準具腔3被制作在光纖4的纖芯I上，2是光纖包層，3是法布里-珀羅標準具腔，4是光纖。法布里-珀羅標準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生改變，在一些情況下，可能使整個纖芯的折射率發生改變；一些情況下，可能只在法布里-珀羅標準具腔處發生折射率的改變。如圖I所示，因為飛秒激光光斑聚焦在纖芯上發生輕微作用，所以只在光纖段中間部分發生折射率的改變。光纖法布里-珀羅標準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-珀羅標準具腔的長度都是相同的；有的情況下，各個單光纖法布里-珀羅標準具腔的長度都不同。光纖法布里-珀羅標準具陣列的自由光譜范圍可能與任意一個單獨的法布里-珀羅標準具腔的相同，也可能與由幾個法布里-珀羅標準具腔構成的新的法布里-珀羅標準具的相同，新的法布里-珀羅標準具腔的長度與其構成的幾個單法布里-珀羅標準具腔的長度總和相等。每個光纖法布里-珀羅標準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發生改變，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，一個光纖法布里-珀羅標準具腔就形成了。移動光斑或光纖，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-珀羅標準具陣列。圖二所示展示了光纖法布里-珀羅標準具陣列的傳輸干涉頻譜，這個陣列的長度為15mm，每一個法布里-珀羅標準具腔的長度是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，自動控制階段的速度為3.4mm/s，它決定了每個法布里-珀羅標準具腔的長度為3. 4μπι，從頻譜圖可以看出，該法布里-珀羅標準具陣列的自由光譜范圍相當于一個腔體長度為68 μ m的法布里-珀羅標準具的自由光譜范圍，相當于20個單法布里-珀羅標準具腔的長度的總和。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-珀羅標準具陣列的光學裝置，光纖4固定在自動位移控制裝置14上，飛秒激光束11首先經過光學反射鏡12的反射，再經過光學聚焦鏡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生改變，就形成了一個法布里-珀羅標準具腔3，再通過自動控制裝置14使光纖4移動到下一個位置，在新的位置處對纖芯曝光，形成另一個法布里-珀羅標準具腔，重復上述過程，知道光纖法布里-珀羅標準具陣列制作完成。在光纖上制作法布里-珀羅標準具陣列也可以使用紫外激光會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聚在光纖的芯徑上來改變折射率制作成，或用半導體產業中的光刻和離子刻蝕技術來制作。與制作光纖法布里-珀羅標準具陣列一樣，法布里-珀羅標準具陣列也可以在光波導中制作而形成光波導法布里-珀羅標準具陣列器件。
權利要求1.一種光纖法布里-珀羅標準具陣列，在一根光纖中，有多個單光纖法布里-珀羅標準具，其特征是每個光纖法布里-珀羅標準具在中間部分纖芯處折射率有變化，或者是每個光纖法布里-珀羅標準具中間的纖芯處的折射率不同于法布里-珀羅標準具邊界處的折射率，并且光纖法布里-珀羅標準具的長度可以從幾微米到幾百微米。
2.根據權利要求1所述的光纖法布里-珀羅標準具陣列，其特征是光纖法布里-珀羅標準具陣列是許多個法布里-珀羅標準具腔長度相同的光纖法布里-珀羅標準具組成。
3.根據權利要求1所述的光纖法布里-珀羅標準具陣列，其特征是光纖法布里-珀羅標準具陣列是由許多法布里-珀羅標準具腔長度不同的光纖法布里-珀羅標準具組成。
專利摘要一種光纖法布里-珀羅標準具陣列，由從幾微米到幾百微米長的單光纖法布里-珀羅標準具組成光纖法布里-珀羅標準具陣列。各個單光纖法布里-珀羅標準具腔的長度可以相同，也可以各不相同。每個單光纖法布里-珀羅標準具腔都是制作在一個光纖段上，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-珀羅標準具陣列與其中的每個單光纖法布里-珀羅標準具腔的自由光譜范圍可以相同，也可以與其中的每個單光纖法布里-珀羅標準具腔的自由光譜范圍都不相同。例如，光纖法布里-珀羅標準具陣列的自由光譜范圍可能是一個新的光纖法布里-珀羅標準具的自由光譜范圍，新的光纖法布里-珀羅標準具的腔體長度等于20個單光纖法布里珀羅標準具腔長度的總和。在光纖上制做法布里-珀羅標準具陣列，可以通過飛秒激光、紫外激光、高功率激光或者光刻、離子刻蝕加工技術實現。光纖也可以用光波導來替代而形成光波導法布里-珀羅標準具陣列。
文檔編號G01K11/32GK202814594SQ201120520519
公開日2013年3月20日 申請日期2011年12月12日 優先權日2011年12月12日
發明者龍品 申請人:無錫光芯科技有限公司