石英光纖光柵表面金屬化工藝研究.pdf

1、光纖光柵作為一種新型的優(yōu)良光纖無源器件，廣泛應(yīng)用于航天、土木工程、石油、電力以及化學(xué)醫(yī)藥等許多領(lǐng)域的無損檢測和長期健康監(jiān)測。然而目前光纖光柵傳感器封裝開發(fā)以及實(shí)際工程應(yīng)用時(shí)基本離不開高分子膠粘劑，而高分子膠粘劑“短命”的蠕變、老化等性能嚴(yán)重地制約了光纖光柵傳感器耐久性能的發(fā)揮；在溫度高于300℃的條件下膠粘劑會被軟化，甚至被分解掉，而很多更加惡劣的監(jiān)測環(huán)境溫度遠(yuǎn)超過了這個(gè)溫度范圍。因此這種封裝方法在苛刻的條件下使用時(shí)其氣密性、黏結(jié)強(qiáng)度、

2、耐久性和耐熱性往往不能滿足要求。為了提高光纖光柵的測量效果和使其能夠應(yīng)用于較高溫度的惡劣環(huán)境中，需要將石英光纖光柵表面金屬化，然后用焊接的方法將其封裝保護(hù)和固定在待測物體上。 用化學(xué)鍍鎳后金屬化封裝光纖光柵的方法，需要其表面鍍鎳層有非常優(yōu)良的結(jié)合力和可焊性，而且鍍鎳層要達(dá)到一定的厚度后才能應(yīng)用于焊接。本文先采用化學(xué)鍍方法在光纖表面沉積一層與裸光纖基體結(jié)合力良好，表面細(xì)致的金屬Ni鍍層，進(jìn)而采用電鍍錫的方法使光纖表面金屬層加厚，以

3、使其滿足焊接和保護(hù)光纖的要求。 本論文工作主要包括： (1)光纖預(yù)處理石英是非金屬，不具有化學(xué)鍍鎳所必需的催化活性，因此必須對其進(jìn)行預(yù)處理，使之具有催化活性表面。實(shí)驗(yàn)通過對石英光纖進(jìn)行粗化、敏化，活化使之可以進(jìn)行化學(xué)鍍。 (2)光纖表面化學(xué)鍍鎳工藝通過對化學(xué)鍍鎳鍍液主要成分的分析和研究，確定了鍍液組分。通過正交試驗(yàn)得出鍍液最佳配方和工藝參數(shù)，探討了各主要因素對工藝的影響。 (3)化學(xué)鍍鍍層上電鍍錫工藝以光