一种全金属化封装光栅传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及光纤传感技术领域，尤其涉及一种全金属化封装光栅传感器；该光栅传感器包括金属化光纤光栅和金属基底，所述金属化光纤光栅包括设于光纤上的光栅本体以及位于所述光栅本体两侧的金属层，其特征在于，还包括可伐管，所述可伐管上设置有容纳所述金属化光纤光栅的V型槽，所述金属层与所述V型槽焊接，所述可伐管与所述金属基底焊接用于所述金属化光纤光栅与金属基底的固定。本实用新型专利技术采用可伐管作为金属化光纤光栅与金属基底连接的过渡件，焊料可均匀敷设在V型槽和金属层之间，有效避免了金属化光纤光栅直接焊接时的受力不均匀，以及金属层镀层不均匀等一系列问题，提高焊接可靠性，保证光栅传感器在超极端恶劣环境中的应用。环境中的应用。环境中的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种全金属化封装光栅传感器


[0001]本技术涉及光纤传感
，尤其涉及一种全金属化封装光栅传感器。

技术介绍

[0002]随着物联网的兴起和5G技术的大规模商用化，应用于传感系统的特种光纤及器件也将迎来蓬勃的发展。光纤传感器技术是将光纤作为传感介质，光作为载体从而完成对被测量物的力、变形、位移、温度等不同参数的测量传感。
[0003]目前，光栅传感器的主要封装粘结材料有金属、有机聚合物胶和无机胶等材料，通过胶粘或焊接的方式进行封装。环氧类有机物粘接剂在长期应变作用以及恶劣环境中易出现老化、蠕动等问题；基于喷涂、激光熔敷、焊接或电镀等金属粘接的方式可靠性较好，通常是将金属化光纤穿过镍管进行焊接，但是其存在以下问题，第一，激光焊接时产生了焊接应力使光纤光栅受力不均匀，导致光纤光栅发生啁啾，影响传感性能；第二，当镀镍层太薄时，激光会直接把镍镀层熔化导致光纤裸露甚至损坏，当镀层太厚时，光纤光栅的振动灵敏度下降，影响光纤光栅的使用。因此，亟需一种全金属化封装光栅传感器来解决上述问题。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本技术提供了一种全金属化封装光栅传感器，包括金属化光纤光栅和金属基底，所述金属化光纤光栅包括设于光纤上的光栅本体以及位于所述光栅本体两侧的金属层，还包括可伐管，所述可伐管上设置有容纳所述金属化光纤光栅的V型槽，所述金属层与所述V型槽焊接，所述可伐管与所述金属基底焊接用于所述金属化光纤光栅与金属基底的固定。
[0005]进一步地，所述金属基底上设置有容纳所述金属化光纤光栅和可伐管的凹槽，所述可伐管的V型槽的开口朝向所述凹槽的底部设置，所述可伐管与所述凹槽焊接。
[0006]进一步地，所述V型槽的底部穿过所述可伐管的轴心，所述V型槽的底部设置有倒角。
[0007]进一步地，所述V型槽两个壁面之间的夹角为30
‑
60
°
。
[0008]进一步地，所述金属化光纤光栅的金属层长度大于或等于所述可伐管的长度。
[0009]进一步地，所述金属层和所述V型槽之间通过铅锡焊料进行焊接。
[0010]进一步地，所述金属基底上设置有多个通孔。
[0011]进一步地，在所述光纤延伸出所述金属基底的部分封装铠装跳线管。
[0012]进一步地，所述光纤包括纤芯、包层和涂覆层，所述包层和所述涂覆层依次设置在所述纤芯外侧，在所述光纤中部剥除所述涂覆层的包层上设置所述光栅本体和金属层。
[0013]本技术由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0014]本技术提供的全金属化封装光栅传感器，结构简单，通过焊接进行封装，可保证传感器的长期稳定性；采用可伐管作为金属化光纤光栅与金属基底连接的过渡件，可伐管上设置有V型槽，焊料可均匀敷设在V型槽和金属层之间，有效避免了金属化光纤光栅直
接焊接时的受力不均匀，以及金属层镀层不均匀等一系列问题，提高焊接可靠性，保证光栅传感器在超极端恶劣环境中的应用。
附图说明
[0015]图1为本技术全金属化封装光栅传感器的结构示意图；
[0016]图2为本技术全金属化封装光栅传感器中金属化光纤光栅的示意图；
[0017]图3为本技术全金属化封装光栅传感器中可伐管的剖面图。
[0018]1‑
金属基底；11
‑
凹槽；12
‑
通孔；2
‑
光纤；3
‑
光栅本体；4
‑
金属层；5
‑
可伐管；51
‑
V型槽。
具体实施方式
[0019]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。附图中，为清晰可见，可能放大了某部分的尺寸及相对尺寸。
[0020]在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“相连”应做广义解释，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通的技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0021]在本技术的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“中心”、“水平”、“竖直”、“顶”、“底”、“内”、“外”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0022]此外，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
[0023]如说明书附图1所示，本技术提供了一种全金属化封装光栅传感器，包括金属化光纤光栅和金属基底1，所述金属化光纤光栅与金属基底1连接，具体的，所述金属化光纤光栅包括光纤2，在所述光纤2上刻写传感用光栅形成光栅本体3，在所述光纤2上位于光栅本体3的两侧设置金属层4，该光栅传感器还包括可伐管5，所述可伐管5上设置有容纳所述金属化光纤光栅的V型槽51，V型槽51的深度大于金属化光纤光栅的金属层4部分的直径，金属化光纤光栅通过金属层4与V型槽51焊接实现金属化光纤光栅与可伐管5的固定，所述可伐管5与所述金属基底1焊接用于所述金属化光纤光栅与金属基底1的固定，通过焊接方式实现了光栅传感器的封装。
[0024]具体的，所述光纤2的类型为根据实际应用场景所需的专用光纤，长度为任意长度，本实施例中对光纤的尺寸以及类型不做限制。所述光纤2包括纤芯、包层和涂覆层，所述包层和所述涂覆层依次设置在所述纤芯外侧，制作金属化光纤光栅的过程为，利用化学剥
纤的方式对光纤2中段剥除一定长度的涂覆层，并用无水乙醇擦拭干净，利用光栅刻写系统在剥除段刻写传感用光栅形成光栅本体3，光栅刻写系统的参数根据需求进行设置，在光栅本体3的两侧利用化学镀金的方式，在光纤剥除区域进行金属化处理，得到金属层4，如说明书附图2所示，为金属化光纤光栅结构示意图，金属层4可置于可伐管5的V型槽51内，通过焊接实现固定。
[0025]作为实施方式之一，对光纤的金属化处理包括，采用化学镀、溅射或电镀等镀金工艺，利用铜、镍磷、锡和金等金属材料进行镀金，在光纤在形成金属层，镀金厚度大于或等于3μm，如可在光纤剥除区域两端各10
±
0.5mm位置先镀镍磷材质，再镀金层，金属层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全金属化封装光栅传感器，包括金属化光纤光栅和金属基底，所述金属化光纤光栅包括设于光纤上的光栅本体以及位于所述光栅本体两侧的金属层，其特征在于，还包括可伐管，所述可伐管上设置有容纳所述金属化光纤光栅的V型槽，所述金属层与所述V型槽焊接，所述可伐管与所述金属基底焊接用于所述金属化光纤光栅与金属基底的固定。2.根据权利要求1所述的全金属化封装光栅传感器，其特征在于，所述金属基底上设置有容纳所述金属化光纤光栅和可伐管的凹槽，所述可伐管的V型槽的开口朝向所述凹槽的底部设置，所述可伐管与所述凹槽焊接。3.根据权利要求1所述的全金属化封装光栅传感器，其特征在于，所述V型槽的底部穿过所述可伐管的轴心，所述V型槽的底部设置有倒角。4.根据权利要求3所述的全金属化封装光栅传感器，其特征在于，所述V型槽两个壁面之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹红占，
申请(专利权)人：武汉楚星光纤应用技术有限公司，
类型：新型
国别省市：