專(zhuān)利名稱：一種光纖光柵中心波長(zhǎng)和溫度系數(shù)可調(diào)的封裝方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纖光柵中心波長(zhǎng)和溫度系數(shù)可調(diào)的封裝方法及裝置，屬于光纖通信系統(tǒng)和光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光纖光柵作為一種全光纖型無(wú)源器件普遍應(yīng)用在光纖傳感領(lǐng)域和光纖通信系統(tǒng)中。它通過(guò)將光纖放在紫外光的干涉條紋下曝光，使得光纖纖芯沿軸向產(chǎn)生永久性的周期性的折射率分布，從而形成具有波長(zhǎng)選擇性的反射型無(wú)源光器件。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，隨著外界溫度的變化，光纖光柵的有效折射率和光柵周期會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，由于光纖光柵的中心波長(zhǎng)與其有效折射率和光柵周期有關(guān)，從而導(dǎo)致其中心波長(zhǎng)也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的漂移，漂移量約為10pm/°C。這在光纖傳感領(lǐng)域和光通信系統(tǒng)中，特別是在密集波分復(fù)用系統(tǒng)中是無(wú)法接受的，嚴(yán)重限制了光纖光柵的實(shí)際應(yīng)用。因此對(duì)光纖光柵進(jìn)行溫度補(bǔ)償封裝是十分必要的，對(duì)光纖光柵的溫度系數(shù)的要求是十分嚴(yán)格的?，F(xiàn)有中國(guó)專(zhuān)利02278787. 9公開(kāi)了一種光纖光柵溫度補(bǔ)償裝置，具體采用兩種熱膨脹系數(shù)不同材料構(gòu)成的元件通過(guò)嵌套結(jié)構(gòu)連接在一起，包括內(nèi)襯套、襯套和外襯套。內(nèi)襯套，外襯套由熱膨脹系數(shù)很小的材料構(gòu)成，襯套由熱膨脹系數(shù)較大的材料構(gòu)成，其內(nèi)襯套嵌套在襯套中，襯套在嵌套在外襯套中。光纖光柵在沿其軸向方向施加一定預(yù)應(yīng)力后其兩端分別固定在內(nèi)襯套和外襯套上，當(dāng)外界溫度變化時(shí)，由于不同材料構(gòu)成的襯套的膨脹或收縮量不同而導(dǎo)致施加在光纖光柵上的預(yù)應(yīng)力發(fā)生變化，從而補(bǔ)償由于溫度變化所引起的光纖光柵中心波長(zhǎng)的變化。該專(zhuān)利提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊的光纖光柵封裝方案，其存在缺點(diǎn)有封裝后，無(wú)法對(duì)封裝效果進(jìn)行調(diào)節(jié)，往往需要多次重復(fù)封裝才能達(dá)到所需的溫度系數(shù)要求，同時(shí)光纖光柵中心波長(zhǎng)無(wú)法調(diào)節(jié)。現(xiàn)有中國(guó)專(zhuān)利200920319233. 2公開(kāi)了一種光纖光柵無(wú)源溫度補(bǔ)償封裝結(jié)構(gòu)，其包括內(nèi)襯套、外襯套和底座，內(nèi)襯套嵌套在底座內(nèi)，并與外襯套緊密接觸，外襯套嵌套在內(nèi)襯套與底座之間，外襯套與底座之間留有間隙，光纖光柵的兩端通過(guò)環(huán)氧膠分別固定在內(nèi)襯套和底座上面。在底座的底部或側(cè)部開(kāi)有螺紋孔，調(diào)節(jié)螺釘穿過(guò)螺紋孔頂在外襯套的底部或側(cè)部，使其發(fā)生豎向或側(cè)向的位移，從而實(shí)現(xiàn)光纖光柵中心波長(zhǎng)的調(diào)節(jié)。其缺點(diǎn)有:無(wú)法實(shí)現(xiàn)封裝光柵的溫度系數(shù)的調(diào)節(jié)，且在調(diào)節(jié)光纖光柵中心波長(zhǎng)的同時(shí)，由于外襯套發(fā)生偏移，不是沿軸向方向；因此當(dāng)外界溫度變化時(shí)，其沿軸向的膨脹或收縮分量將發(fā)生改變，從而導(dǎo)致溫度補(bǔ)償?shù)姆庋b效果也會(huì)發(fā)生改變?，F(xiàn)有中國(guó)專(zhuān)利200710178617. 2公開(kāi)了一種波長(zhǎng)可調(diào)的光纖光柵溫度補(bǔ)償裝置，包括溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)和光纖有效長(zhǎng)度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其光纖有效長(zhǎng)度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定于溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，該調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括設(shè)于任意固定連接點(diǎn)與光纖光柵間的浮動(dòng)調(diào)節(jié)塊，光纖繞過(guò)浮動(dòng)調(diào)節(jié)塊接觸區(qū)域構(gòu)成浮動(dòng)連接點(diǎn)，通過(guò)調(diào)節(jié)浮動(dòng)調(diào)節(jié)塊的位置可以調(diào)節(jié)固定連接點(diǎn)之間包含光纖光柵的光纖的長(zhǎng)度，從而實(shí)現(xiàn)光纖光柵的中心波長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。其缺點(diǎn)有光纖彎曲纏繞在浮動(dòng)調(diào)節(jié)塊上，這限制了浮動(dòng)調(diào)節(jié)塊必須具有較大的彎曲半徑，以防止光纖彎曲后折斷，導(dǎo)致該裝置的尺寸較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種光纖光柵中心波長(zhǎng)和溫度系數(shù)同時(shí)可調(diào)的封裝方法及裝置。它可以對(duì)光纖光柵進(jìn)行溫度補(bǔ)償封裝，并可對(duì)封裝后的光纖光柵的溫度系數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)光纖光柵的中心波長(zhǎng)，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，成本低。本發(fā)明的技術(shù)方案一種光纖光柵中心波長(zhǎng)和溫度系數(shù)可調(diào)的封裝方法，其特點(diǎn)是在一個(gè)中段有空腔的套管兩端通過(guò)螺紋結(jié)構(gòu)分別連接兩個(gè)低熱膨脹系數(shù)和高熱膨脹系數(shù)的轉(zhuǎn)接桿，轉(zhuǎn)接桿部分凸進(jìn)套管的空腔，光纖光柵的兩個(gè)尾纖分別固定在兩端的轉(zhuǎn)接桿上，兩個(gè)轉(zhuǎn)接桿作為補(bǔ)償元件隨溫度的變化改變光纖光柵尾部?jī)蓚€(gè)固定點(diǎn)的位置，進(jìn)而改變了施加在光纖光柵上的預(yù)應(yīng)力，從而實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償，在封裝完成后，可通過(guò)調(diào)節(jié)兩個(gè)轉(zhuǎn)接桿凸進(jìn)套管內(nèi)部空腔的長(zhǎng)度可實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖光柵的溫度系數(shù)的調(diào)節(jié)。上述的光纖光柵中心波長(zhǎng)和溫度系數(shù)可調(diào)的封裝方法中，所述調(diào)節(jié)兩個(gè)轉(zhuǎn)接桿凸進(jìn)套管內(nèi)部空腔的長(zhǎng)度的方法為，在裝配底座上對(duì)兩個(gè)轉(zhuǎn)接桿和套管進(jìn)行固定后，松開(kāi)鎖緊螺母，再松開(kāi)對(duì)套管的固定，旋轉(zhuǎn)或滑動(dòng)套管，使套管向左側(cè)或右側(cè)移動(dòng)，調(diào)節(jié)完后再分別用鎖緊螺母進(jìn)行固定。前述的光纖光柵中心波長(zhǎng)和溫度系數(shù)可調(diào)的封裝方法中，所述鎖緊螺母設(shè)置在兩個(gè)轉(zhuǎn)接桿的套管外側(cè)部分上，在鎖緊螺母已經(jīng)鎖定的前提下，繼續(xù)擰緊或旋松鎖緊螺母實(shí)現(xiàn)光纖光柵中心波長(zhǎng)的微調(diào)。前述的光纖光柵中心波長(zhǎng)和溫度系數(shù)可調(diào)的封裝方法中，所述裝配底座上設(shè)置分別對(duì)兩個(gè)轉(zhuǎn)接桿和套管進(jìn)行固定的結(jié)構(gòu)。前述的光纖光柵中心波長(zhǎng)和溫度系數(shù)可調(diào)的封裝方法中，所述套管采用低熱膨脹系數(shù)和容易加工制造的材料制備(如殷鋼材料)。實(shí)現(xiàn)前述方法的一種光纖光柵中心波長(zhǎng)和溫度系數(shù)可調(diào)的封裝裝置，其特點(diǎn)是包括套管，套管的中段設(shè)有空腔，兩端均設(shè)有與空腔貫穿的螺孔或通孔，兩側(cè)螺孔或通孔內(nèi)分別設(shè)有低高熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿(如鋁合金材料)和高低熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿(如殷鋼材料)，低熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿和高熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿上均開(kāi)有貫穿的通孔；光纖光柵通過(guò)通孔貫穿低熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿和高熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿，并通過(guò)左側(cè)涂膠點(diǎn)和右側(cè)涂膠點(diǎn)膠粘固定。這樣右側(cè)涂膠點(diǎn)將在低熱膨脹系數(shù)材料上，由于其熱膨脹系數(shù)很低，使得對(duì)該點(diǎn)涂膠精度的要求大大降低，提高光纖光柵封裝精度。前述的光纖光柵中心波長(zhǎng)和溫度系數(shù)可調(diào)的封裝裝置中，左側(cè)涂膠點(diǎn)和右側(cè)涂膠點(diǎn)分別設(shè)在套管空腔內(nèi)的低熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿和高熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿的一側(cè)上，且設(shè)有便于涂膠的凹槽，涂膠采用353ND環(huán)氧膠水。前述的光纖光柵中心波長(zhǎng)和溫度系數(shù)可調(diào)的封裝裝置中，所述套管兩端外的低熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿和高熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿上均設(shè)有鎖緊螺母。前述的光纖光柵中心波長(zhǎng)和溫度系數(shù)可調(diào)的封裝裝置中，還包括裝配底座，裝配底座上設(shè)有分別用于卡固套管及其兩端的低熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿和高熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿的卡槽，卡槽上設(shè)有固定螺絲。前述的光纖光柵中心波長(zhǎng)和溫度系數(shù)可調(diào)的封裝裝置中，所述套管上設(shè)有套管刻、度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以對(duì)封裝的光纖光柵的溫度系數(shù)補(bǔ)償效果進(jìn)行調(diào)節(jié)，可免于因?yàn)槔碚撚?jì)算與實(shí)際制作的誤差或人為操作偏差等導(dǎo)致無(wú)法達(dá)到所需的溫度補(bǔ)償?shù)姆庋b效果，或者因另有要求需改變?cè)蟹庋b裝置的溫度補(bǔ)償效果等原因而進(jìn)行重復(fù)性封裝，節(jié)約制作時(shí)間和成本，可對(duì)封裝進(jìn)行多次調(diào)節(jié)，直到封裝光纖光柵溫度系數(shù)達(dá)到所需要求，通過(guò)調(diào)節(jié)，可使得封裝光纖光柵的溫度系數(shù)在溫度O攝氏度到60攝氏度范圍內(nèi)減小至的O. 15pm/°C。并且可以在小范圍內(nèi)(約正負(fù)Inm)對(duì)光纖光柵的中心波長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小。


圖IA為本發(fā)明的螺桿式光纖光柵封裝結(jié)構(gòu)示意 圖IB為本發(fā)明的滑桿式光纖光柵封裝結(jié)構(gòu)示意 圖2為封裝結(jié)構(gòu)安裝在裝配底座中的示意 圖3為調(diào)節(jié)前的可調(diào)節(jié)光纖光柵溫度補(bǔ)償封裝裝置的剖面 圖4為調(diào)節(jié)后的可調(diào)節(jié)光纖光柵溫度補(bǔ)償封裝裝置的剖面 圖5為專(zhuān)用裝配底座的結(jié)構(gòu)意 圖6為未使用本發(fā)明裝置及方法時(shí)光纖光柵的中心波長(zhǎng)隨溫度的變化曲線 圖7為使用本發(fā)明裝置及方法后光纖光柵的中心波長(zhǎng)隨溫度的變化曲線圖。附圖中的標(biāo)記為1_鎖緊螺母；2-套管；3-左側(cè)涂膠點(diǎn)；4-右側(cè)涂膠點(diǎn)；5-固定螺絲；6_光纖光柵；7_低熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿；8_裝配底座；9_高熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿；10_套管刻度。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明限制的依據(jù)。實(shí)施例。一種光纖光柵中心波長(zhǎng)和溫度系數(shù)可調(diào)的封裝方法，在一個(gè)中段有空腔的套管兩端通過(guò)螺紋結(jié)構(gòu)分別連接兩個(gè)低熱膨脹系數(shù)和高熱膨脹系數(shù)的轉(zhuǎn)接桿，轉(zhuǎn)接桿部分凸進(jìn)套管的空腔，光纖光柵的兩個(gè)尾纖分別固定在兩端的轉(zhuǎn)接桿上，兩個(gè)轉(zhuǎn)接桿作為補(bǔ)償元件隨溫度的變化改變光纖光柵尾部?jī)蓚€(gè)固定點(diǎn)的位置，進(jìn)而改變了施加在光纖光柵上的預(yù)應(yīng)力，從而實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償，且通過(guò)調(diào)節(jié)兩個(gè)轉(zhuǎn)接桿凸進(jìn)套管內(nèi)部空腔的長(zhǎng)度可對(duì)光纖光柵的溫度系數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。所述調(diào)節(jié)兩個(gè)轉(zhuǎn)接桿凸進(jìn)套管內(nèi)部空腔的長(zhǎng)度的方法為，在裝配底座上對(duì)兩個(gè)轉(zhuǎn)接桿和套管進(jìn)行固定后，松開(kāi)鎖緊螺母，再松開(kāi)對(duì)套管的固定，旋轉(zhuǎn)套 管，使套管向左側(cè)或右側(cè)移動(dòng)，調(diào)節(jié)完后再分別用鎖緊螺母進(jìn)行固定。所述鎖緊螺母設(shè)置在兩個(gè)轉(zhuǎn)接桿的套管外側(cè)部分上，在鎖緊螺母已經(jīng)鎖定的前提下，繼續(xù)擰緊或旋松鎖緊螺母實(shí)現(xiàn)光纖光柵中心波長(zhǎng)的微調(diào)。所述套管采用低熱膨脹系數(shù)材料制備。實(shí)現(xiàn)上述方法的一種光纖光柵中心波長(zhǎng)和溫度系數(shù)可調(diào)的封裝裝置，如圖IA和圖2所示，包括套管2，套管2的中段設(shè)有空腔，兩端均設(shè)有與空腔貫穿的螺孔，兩側(cè)螺孔內(nèi)分別設(shè)有低熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿7和高熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿9，低熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿7和高熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿9均為一部分在套管2外，一部分在套管2的空腔內(nèi)；光纖光柵6貫穿低熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿7和 高熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿9，并通過(guò)左側(cè)涂膠點(diǎn)3和右側(cè)涂膠點(diǎn)4膠粘固定。左側(cè)涂膠點(diǎn)3和右側(cè)涂膠點(diǎn)4分別設(shè)在套管2空腔內(nèi)的低熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿7和高熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿9的一側(cè)上，且設(shè)有便于涂膠的凹槽。所述套管2兩端外的低熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿7和高熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿9上均設(shè)有鎖緊螺母I。還包括裝配底座8，如圖5所示，裝配底座8上設(shè)有分別用于卡固套管2及其兩端的低熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿7和高熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿9的卡槽，卡槽上設(shè)有固定螺絲5。所述套管2上設(shè)有套管刻度10。其中與空腔貫穿的螺孔也可設(shè)置為通孔，低熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿7和高熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿9以滑桿方式與套管2連接，如圖IB所示。前述的一種光纖光柵中心波長(zhǎng)和溫度系數(shù)可調(diào)的封裝裝置，通過(guò)套管2上的刻度可以精確控制高熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿9在套管2內(nèi)的長(zhǎng)度，同時(shí)在調(diào)節(jié)封裝光纖光柵的溫度系數(shù)時(shí)，可通過(guò)套管2上刻度精確讀出控制調(diào)節(jié)量。工作原理中心波長(zhǎng)是光纖光柵的一個(gè)重要參數(shù)，其與光纖光柵的有效折射率和光柵周期有關(guān)，其具體關(guān)系式如下
4 = 2 欲Λ式(I)
式中為光纖光柵的中心波長(zhǎng)，V為光纖光柵的有效折射率，λ為光纖光柵周期。當(dāng)外界環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，由于光纖的熱光效應(yīng)和熱膨脹效應(yīng)光纖光柵的有效折射率和光柵周期都會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，其具體關(guān)系式如下
= η想 \Χ'.ζ ■￥ ζjjhT式(2)
式中iLV為由溫度變化引起的光纖光柵中心波長(zhǎng)的變化，ξ為光纖的熱光系數(shù)，Q為光纖的熱膨脹系數(shù)，為外界溫度變化值。在外界施加預(yù)應(yīng)力于光纖光柵上之后，當(dāng)該預(yù)應(yīng)力的大小發(fā)生變化時(shí)，由于光纖的彈光效應(yīng)，光纖光柵的中心波長(zhǎng)也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，其具體關(guān)系式如下
Δ為=2η^Α ( -Ρ￡)Αε式(3)
式中Δ之為由應(yīng)力變化引起的光纖光柵中心波長(zhǎng)的變化『力光纖的彈光系數(shù)，Ac為外界引起的應(yīng)變。
由上述可以看出，光纖光柵的中心波長(zhǎng)與外界溫度和應(yīng)力的變化均成線性關(guān)系，所以當(dāng)外界施加在光纖光柵上的應(yīng)力使得光纖光柵總的中心波長(zhǎng)變化ΔΛ滿足以下關(guān)系式，便可實(shí)現(xiàn)光纖光柵的溫度補(bǔ)償
二 2n礅k {ξ + φΔΓ + 2 ^Λ(1 -巧)Δf = O式⑷
如圖IA所示，本發(fā)明提供了一種可調(diào)節(jié)光纖光柵溫度補(bǔ)償封裝裝置，包括，專(zhuān)用套管2，高熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿9，低熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿7等。所述高熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿9，低熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿7分別從套管2的兩端通過(guò)螺紋結(jié)構(gòu)與其相連，并通過(guò)2個(gè)鎖緊螺母I分別鎖緊固定，然后調(diào)節(jié)時(shí)，再將上述結(jié)構(gòu)通過(guò)固定螺絲5固定在裝配底座8上進(jìn)行調(diào)節(jié)。所述的光纖光柵6在施加一定的預(yù)應(yīng)力后，通過(guò)其兩端的尾纖采用353ND環(huán)氧膠水分別粘接固定在高熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿9，低熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿7上的凹槽內(nèi)。兩轉(zhuǎn)接桿和套管2上的凹槽均是為了方便從裝置的正上方向下進(jìn)行涂膠。所述的轉(zhuǎn)接桿9和轉(zhuǎn)接桿7采用不同的材料構(gòu)成，在調(diào)節(jié)光纖光柵溫度補(bǔ)償效果時(shí)，利用兩種材料的熱膨脹系數(shù)差和套管在移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的位移來(lái)進(jìn)行溫度補(bǔ)償效果的調(diào)節(jié)。所述的轉(zhuǎn)接桿7采用低熱膨脹系數(shù)材料構(gòu)成，這樣一端的涂膠點(diǎn)將在低熱膨脹系數(shù)材料上，由于其熱膨脹系數(shù)很低，使得對(duì)該點(diǎn)涂膠精度的要求大大降低，提高光纖光柵封裝的精度。所述的套管2可以采用熱膨脹系數(shù)很小的殷鋼材料制成。高熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿9和低熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿7均通過(guò)螺紋結(jié)構(gòu)和套管2相連，并分別有一部分長(zhǎng)度凸進(jìn)套管2的內(nèi)部，如圖3所示，該部分的起點(diǎn)至涂膠點(diǎn)的距離A和Li分別為高熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿9和低熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿7的有效補(bǔ)償長(zhǎng)度。兩涂膠點(diǎn)之間的距離為Zf，套管2上矩形凹槽的長(zhǎng)為4。當(dāng)外界溫度發(fā)生變化時(shí)，套管2、高熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿9和低熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿7由于熱脹冷縮效應(yīng)其長(zhǎng)度發(fā)生相應(yīng)的改變。以外界溫度升高時(shí)為例當(dāng)外界溫度升高時(shí)，4和4的長(zhǎng)度會(huì)增加，導(dǎo)致今變短；同時(shí)4的長(zhǎng)度也會(huì)增加，又會(huì)導(dǎo)致今變長(zhǎng)，最終4的長(zhǎng)度變化δι由下式得出
權(quán)利要求
1.一種光纖光柵中心波長(zhǎng)和溫度系數(shù)可調(diào)的封裝方法，其特征在于在一個(gè)中段有空腔的套管兩端通過(guò)螺紋或滑桿結(jié)構(gòu)分別連接兩個(gè)低熱膨脹系數(shù)和高熱膨脹系數(shù)的轉(zhuǎn)接桿，部分轉(zhuǎn)接桿凸進(jìn)套管的空腔，光纖光柵兩側(cè)光纖分別固定在兩端的轉(zhuǎn)接桿上，兩個(gè)轉(zhuǎn)接桿作為補(bǔ)償元件隨溫度的變化改變光纖光柵兩側(cè)固定點(diǎn)的相對(duì)位置，進(jìn)而改變了施加在光纖光柵上的預(yù)應(yīng)力，從而實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償；通過(guò)將兩側(cè)轉(zhuǎn)接桿同時(shí)向外或者向內(nèi)調(diào)節(jié)可實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖光柵的中心波長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，且通過(guò)旋轉(zhuǎn)或滑動(dòng)套管和轉(zhuǎn)接桿的相對(duì)位置可調(diào)節(jié)兩個(gè)轉(zhuǎn)接桿凸進(jìn)套管內(nèi)部空腔的相對(duì)長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖光柵的溫度系數(shù)的調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光纖光柵中心波長(zhǎng)和溫度系數(shù)可調(diào)的封裝方法，其特征在于所述調(diào)節(jié)兩個(gè)轉(zhuǎn)接桿凸進(jìn)套管內(nèi)部空腔的長(zhǎng)度的方法為，在一個(gè)裝配底座上對(duì)兩個(gè)轉(zhuǎn)接桿進(jìn)行固定后，旋轉(zhuǎn)或滑動(dòng)套管，使套管向左側(cè)或右側(cè)移動(dòng)，調(diào)節(jié)完后分別用鎖緊螺母進(jìn)行固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖光柵中心波長(zhǎng)和溫度系數(shù)可調(diào)的封裝方法，其特征在于所述鎖緊螺母設(shè)置在兩個(gè)轉(zhuǎn)接桿的套管外側(cè)部分上，在鎖緊螺母未完全鎖緊狀態(tài)下，可以將兩側(cè)轉(zhuǎn)接桿同時(shí)向外或者向內(nèi)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)光纖光柵中心波長(zhǎng)的微調(diào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖光柵中心波長(zhǎng)和溫度系數(shù)可調(diào)的封裝方法，其特征在于所述裝配底座上設(shè)置分別對(duì)兩個(gè)轉(zhuǎn)接桿和套管進(jìn)行固定的結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光纖光柵中心波長(zhǎng)和溫度系數(shù)可調(diào)的封裝方法，其特征在于所述套管采用低熱膨脹系數(shù)材料制備。
6.實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求I至5任一權(quán)利要求所述方法的一種光纖光柵中心波長(zhǎng)和溫度系數(shù)可調(diào)的封裝裝置，其特征在于包括套管(2)，套管(2)的中段設(shè)有空腔，兩端均設(shè)有與空腔貫穿的螺孔或通孔，低熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿(7)和高熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿(9)分別從兩側(cè)通過(guò)螺孔或通孔與套管(2 )進(jìn)行螺紋連接；低熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿(7 )和高熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿(9 )上均有貫穿的通孔，光纖光柵(6)通過(guò)通孔貫穿低熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿(7)和高熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿(9 )，并通過(guò)左側(cè)涂膠點(diǎn)(3 )和右側(cè)涂膠點(diǎn)(4 )膠粘固定。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纖光柵中心波長(zhǎng)和溫度系數(shù)可調(diào)的封裝裝置，其特征在于左側(cè)涂膠點(diǎn)(3)和右側(cè)涂膠點(diǎn)(4)分別設(shè)在套管(2)空腔內(nèi)的低熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿(7)和高熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿(9)的一側(cè)上，且設(shè)有便于涂膠的凹槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纖光柵中心波長(zhǎng)和溫度系數(shù)可調(diào)的封裝裝置，其特征在于所述套管(2 )兩端外的低熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿(7 )和高熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿(9 )上均設(shè)有鎖緊螺母(I)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纖光柵中心波長(zhǎng)和溫度系數(shù)可調(diào)的封裝裝置，其特征在于還包括裝配底座(8)，裝配底座(8)上設(shè)有分別用于卡固套管(2)及其兩端的低熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿(7 )和高熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)接桿(9 )的卡槽，卡槽上設(shè)有固定螺絲(5 )。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纖光柵中心波長(zhǎng)和溫度系數(shù)可調(diào)的封裝裝置，其特征在于所述套管(2)上設(shè)有套管刻度(10)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種光纖光柵中心波長(zhǎng)和溫度系數(shù)可調(diào)的封裝方法及裝置，它是在一個(gè)中段有空腔的套管兩端通過(guò)螺紋或者滑桿結(jié)構(gòu)分別連接兩個(gè)低熱膨脹系數(shù)和高熱膨脹系數(shù)的轉(zhuǎn)接桿，轉(zhuǎn)接桿部分凸進(jìn)套管的空腔，光纖光柵的兩個(gè)尾纖分別固定在兩端的轉(zhuǎn)接桿上，兩個(gè)轉(zhuǎn)接桿作為補(bǔ)償元件隨溫度的變化改變光纖光柵尾部?jī)蓚€(gè)固定點(diǎn)的位置，進(jìn)而改變了施加在光纖光柵上的預(yù)應(yīng)力，從而實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償；通過(guò)將兩側(cè)轉(zhuǎn)接桿同時(shí)向外或者向內(nèi)調(diào)節(jié)可實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖光柵的中心波長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，且通過(guò)的旋轉(zhuǎn)或者移動(dòng)套管來(lái)調(diào)節(jié)兩個(gè)轉(zhuǎn)接桿凸進(jìn)套管內(nèi)部空腔的長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖光柵的溫度系數(shù)的調(diào)節(jié)。
文檔編號(hào)G02B6/02GK102636838SQ201210152919
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月16日
發(fā)明者張業(yè)斌, 張小平, 柴伊琦 申請(qǐng)人:杭州聯(lián)光電子有限公司