一种材料填充型中空光纤光栅及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种材料填充型中空光纤光栅，其特征是，包括光纤环形包层(1)、空气孔包层(4)、光纤纤芯(3)。空气孔包层(4)位于光纤环形包层(1)中央，光栅位于光纤环形包层(1)内壁，折射率沿光纤长度方向呈周期性分布，光栅与光纤纤芯距离小于3微米或直接接触以形成弱耦合.2.根据权利要求1所述的材料填充型中空光纤光栅，其特质是，所述的光纤中包括环形包层、空气孔包层和纤芯，纤芯位于环形包层中或悬挂于环形包层内壁。3.根据权利要求1所述的材料填充型中空光纤光栅，其特质是，所述的毛细管光纤空气孔为单孔、双孔或多孔。4.一种根据权利要求1所述的材料填充型中空光纤光栅的制备方法，其特征是，包括以下步骤：步骤一：将毛细管加热并拉断，形成锥形尖端，尖端直径约2微米左右。将充入液态功能材料的毛细管对准待刻写毛细管光纤的空气孔包层，加压注射器，使液态功能材料充满毛细管光纤中央空气孔(4)中；步骤二：将待刻写毛细管光纤的一端进行熔融拉锥，在光纤一端制备出半封闭腔；步骤三：将上一步中制备出的半封闭腔固定在光纤熔接机内，再将注射器固定在注射泵上，通过调节注射器泵的推进速度、推进次数及间隔时间，液态功能材料周期性填充进入半封闭腔的空气孔包层中，从而使折射率呈周期性变化。通过监测熔接机的显示屏可以实时监测液态功能材料的填充情况；步骤四：最后使用熔融加热法对刻写完毕的毛细管光纤两端另一端进行熔融拉锥，将微流体通道封堵，实现毛细管光纤空气孔包层的长周期光栅阵列。该光栅阵列与光纤纤芯弱耦合、距离小于3微米或直接接触。5.根据权利要求4所述的一种材料填充型中空光纤光栅的制备方法，其特征是，所用的功能材料为油滴或其他液体功能材料。6.根据权利要求4所述的一种材料填充型中空光纤光栅的制备方法，其特征是，所填充的功能材料可为生物细胞，周期性排列后形成光栅。7.根据权利要求4所述的一种材料填充型中空光纤光栅的制备方法，其特征是，所述的光栅形成在毛细管光纤的空气孔包层中。8.根据权利要求4所述的一种材料填充型中空光纤光栅的制备方法，其特征是，所用的功能材料以及气泡尺寸为50微米。9.根据权利要求4所述的一种材料填充型中空光纤光栅的制备方法，其特征是，所述的光栅阵列周期取决于注入功能材料的周期性分布。10.根据权利要求4所述的一种材料填充型中空光纤光栅的制备方法，其特征是，可选择毛细管虹吸方法进行功能材料填充。

技术总结
本发明提供一种材料填充型中空光纤光栅及其制备方法，该毛细管光纤光栅包括光纤环形包层、空气孔包层、光纤纤芯。空气孔包层与光纤纤芯距离小于3微米或直接接触。该光纤光栅的制备方法为：功能材料利用加压注射的方式对光纤空气孔包层进行填充。通过调节注射泵的推进速度、推进次数及间隔时间，功能材料在空气孔包层中周期性填充，从而使折射率呈周期性变化。最后对毛细管光纤进行熔融拉锥，将微流体通道封堵，实现毛细管光纤空气孔包层的长周期光栅阵列。本发明中所设计的材料填充型中空光纤光栅，具有低插入损耗、光纤纤芯无物理损伤、结构简单等优点，实现对不同波长光波的反射，可应用于光纤传感、生物医疗等多个领域。生物医疗等多个领域。生物医疗等多个领域。


技术研发人员：田凤军 刘光宇 姚晨宇 韩忠瑞 卢艺鹏 李立 张建中
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：2021.07.05
技术公布日：2021/11/4