测温光纤、光纤测温光栅的制备方法及装置与流程

技术特征：
1.一种光纤测温光栅的制备方法，其特征在于，包括：使用激光器生成高能激光，所述高能激光的光束的空间分布呈现高斯分布；将所述高能激光通过非球面透镜生成贝塞尔光束；通过所述贝塞尔光束在光纤纤芯中生成具有周期性微结构的测温光栅。2.根据权利要求1所述的光纤测温光栅的制备方法，其特征在于，在将所述高能激光通过非球面透镜生成贝塞尔光束时，包括：将所述高能激光通过光衰减器，使用光衰减器控制射入非球面透镜的高能激光的激光光束的能量。3.根据权利要求2所述的光纤测温光栅的制备方法，其特征在于，在将所述高能激光通过非球面透镜生成贝塞尔光束时，还包括：将通过光衰减器的激光光束通过光阑，使用光阑滤除高能激光的杂散光。4.根据权利要求1-3任意一项所述的光纤测温光栅的制备方法，其特征在于，在通过所述贝塞尔光束在光纤纤芯中生成具有周期性微结构的测温光栅之后，还包括：给测温光栅照射第一照明光束；接收所述测温光栅漫射的第一漫射光线，所述第一漫射光为第一照明光束照射在所述测温光栅上的漫射光；通过所述第一漫射光线生成经放大后的所述测温光栅的像；通过所述像对所述测温光栅进行观测。5.根据权利要求4所述的光纤测温光栅的制备方法，其特征在于，在给测温光栅照射第一照明光束时，还包括：使用第一分束镜将所述第一照明光源与所述高能激光共光路；使用第二分束镜将所述第一漫射光线与所述第一照明光源共光路。6.根据权利要求5所述的光纤测温光栅的制备方法，其特征在于，使用ccd成像系统以及校正透镜拍摄第二分束镜分出来的第一漫射光线所形成的测温光栅的像，所述校正透镜对经过非球面透镜的的第一漫射光线进行校正。7.根据权利要求1所述的光纤测温光栅的制备方法，其特征在于，所述非球面透镜为锥透镜或衍射轴锥镜；所述光纤纤芯的材质为掺锗二氧化硅。8.根据权利要求1所述的光纤测温光栅的制备方法，其特征在于，在通过所述贝塞尔光束在光纤纤芯中生成具有周期性微结构的测温光栅之中，具体为：通过所述贝塞尔光束沿光纤纤芯的长度方向，在所述光纤纤芯上生成多个具有周期性微结构的测温光栅。9.根据权利要求1所述的光纤测温光栅的制备方法，其特征在于，在通过所述贝塞尔光束在光纤纤芯中生成具有周期性微结构的测温光栅之中，具体为：将所述贝塞尔光束照射在光纤纤芯内部；使用位移控制台将光纤移动到目标加工位置；同时控制位移控制台以及光衰减器加工出具有周期性微结构的测温光栅，在加工测温光栅时，使用位移控制台控制光纤的移动速度，同时使用光衰减器控制高能激光的重复频率。
10.一种光纤测温光栅的制备装置，其特征在于，包括：激光器，用于生成高能激光，所述高能激光为高斯光束；非球面透镜，用于将所述高能激光转为贝塞尔光束；位移控制台，用于驱动光纤沿加工方向移动，以使所述贝塞尔光束在光纤纤芯中生成具有周期性微结构的测温光栅。11.根据权利要求10所述的光纤测温光栅的制备装置，其特征在于，所述光纤测温光栅的制备装置还包括：光衰减器，用于控制射入非球面透镜的高能激光的激光光束的能量；光阑，用于滤除高能激光的杂散光；所述光衰减器和所述光阑设置于所述激光器所生成的高能激光的光路上。12.根据权利要求10所述的光纤测温光栅的制备装置，其特征在于，所述光纤测温光栅的制备装置还包括：照明光源，用于给测温光栅照射第一照明光束；ccd成像系统，用于接收所述测温光栅漫射的第一漫射光线，并通过所述第一漫射光线生成经放大后的所述测温光栅的像，最终通过所述像对所述测温光栅进行观测，所述第一漫射光为第一照明光束照射在所述测温光栅上的漫射光。13.根据权利要求10所述的光纤测温光栅的制备装置，其特征在于，所述光纤测温光栅的制备装置还包括：第一分束镜，用于将所述第一照明光源与所述高能激光共光路；第二分束镜，用于将所述第一漫射光线与所述第一照明光源共光路；校正透镜，用于对经过非球面透镜的的第一漫射光线进行校正。14.一种测温光纤，其特征在于，所述测温光纤包括权利要求1-9任意一项所述的光纤测温光栅的制备方法制备的测温光栅。

技术总结
本发明公开了测温光纤、光纤测温光栅的制备方法及装置，属于油、气、水井测试作业设备技术领域。本发明公开的光纤测温光栅的制备方法，包括：使用激光器生成高能激光；将所述高能激光通过非球面透镜生成贝塞尔光束；通过所述贝塞尔光束在光纤纤芯中生成具有周期性微结构的测温光栅。本发明具有以下有益的技术效果：通过非球面透镜将激光器生成的高能激光转为贝塞尔光束，提高高能激光的能量密度。最终采用贝塞尔光束在光纤纤芯中生成测温光栅。本发明由于采用非球面透镜将高能激光转为贝塞尔光束，因此降低了生产时所选用的激光器的功率要求，激光器的选择范围更广，因而降低了生产成本。产成本。产成本。


技术研发人员：钟新荣 柴龙 杨敏 叶赛 周磊 车昊阳 席仲琛 李婧 韩静静 刘锦江
受保护的技术使用者：中国石油集团川庆钻探工程有限公司
技术研发日：2021.06.08
技术公布日：2022/12/8