專利名稱：一種長周期光纖光柵的紫外激光逐點寫入法所用裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于光纖通信和光纖傳感技術領域，特別涉及一種長周期光纖光柵的紫外激 光逐點寫入法所用裝置。
(二)
背景技術：
長周期光纖光柵(long period fiber grating,簡稱LPFG)是近年來發(fā)展起來的新型 芯內(nèi)光纖光柵器件，具有附加損耗小，無后向反射、不受電磁干擾、全兼容于光纖等優(yōu)點， 是一種很好的傳輸型帶阻濾波器，在光纖通信和光纖傳感中得到了廣泛的應用。目前主要應 用制作增益均衡器、濾波器、波長選擇耦合器、光分插復用器和光開關等器件，以及對溫度、 應變、扭曲等單參數(shù)測量，同時，在多參數(shù)測量，化學生物傳感器以及非線性測量中也取得 了相應的應用。
長周期光纖光柵的制作方法主要有紫外光寫入法、C02激光寫入法、腐蝕刻槽法、電弧 放電法和離子束注入法等等。其中，最常用的是紫外激光通過振幅掩模板曝光載氫摻鍺光敏 光纖引起纖芯折射率周期性調(diào)制而形成長周期光纖光柵。這種方法利用了光纖的光敏性，所 謂的光敏性，是指光纖纖芯在受到特定波長和高于一定強度的激光照射時，折射率會發(fā)生永 久性變化，光敏性主要取決于纖芯材料。許多摻雜雜質(zhì)的光纖都具有光敏性，如摻銪、鈰、 餌的硅光纖，Ge-B共摻光纖，摻入了鈰、餌的氟鋯酸鹽光纖等。
常規(guī)的紫外光寫入法所用的模板主要有相位模板和振幅模板， 一般寫入長周期光纖光柵 只用振幅模板。無論哪一種模板， 一般造價都比較昂貴，而且光柵波長比較固定，難以適應 研究、設計和實驗的需要。
(三) 發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本實用新型提供一種不需要模板，并可以通過計算機靈活控制光柵 波長、光柵強度的長周期光纖光柵的紫外激光逐點寫入法。 一種長周期光纖光柵的紫外激光逐點寫入法，步驟如下
I. 制作光路調(diào)整使244 nm的氬離子倍頻激光器發(fā)出的激光束經(jīng)由平面鏡、第一柱面 鏡和第二柱面鏡組成的光路系統(tǒng)聚焦后，形成一個能量集中的光斑；
II. 光纖位置的確定先把一根測試光纖夾持在精密電控移動平臺兩端光纖夾具上；當 激光光斑入射到光纖上時，由于衍射作用，在光纖后面的背景中可以看到衍射條紋，通過觀 察衍射條紋的對稱性來判斷激光是否打在光纖的正中；如果衍射條紋不對稱，則說明激光沒 有恰當?shù)厝肷涞焦饫w上，此時，調(diào)節(jié)兩個光纖夾具的水平和垂直旋鈕來改變光纖位置，直到 觀測到衍射條紋完全對稱為止；然后換上光敏光纖即可；
III. 通過計算機軟件界面靈活地設定AOM驅動器的脈沖持續(xù)時間和占空比，以及精密 電控移動平臺的運行速度，這些參數(shù)將決定光柵的光譜；
IV. 激光光斑對精密電控移動平臺上的光敏光纖逐點曝光，引起纖芯折射率周期性調(diào)制 而形成長周期光纖光柵；寬帶光源發(fā)出的光經(jīng)過寫入光柵的光纖后輸出到光譜分析儀，通過 光譜分析儀來實時的監(jiān)測制作過程中LPFG的透射譜變化。
一種如上述長周期光纖光柵的紫外激光逐點寫入法所使用的裝置，包括244 nm的氬離 子倍頻激光器、聲光調(diào)節(jié)器(acousto-optic modulator,簡稱A0M)、 A0M驅動器、平面鏡、 第一柱面鏡、第二柱面鏡、精密電控移動平臺、寬帶光源、光譜分析儀；精密電控移動平 臺兩端帶有光纖夾具，其特征在于244nm倍頻氮離子激光器位于聲光調(diào)節(jié)器之前，A0M驅
動器連接聲光調(diào)節(jié)器使得聲光調(diào)節(jié)器對氬離子倍頻激光器出射的激光進行調(diào)制以控制其開關狀態(tài)；聲光調(diào)節(jié)器后面與光路呈45°放置平面鏡，使光路改變?yōu)榕c原光路相垂直方向；平面鏡后面沿光路方向分別放置第一柱面鏡和第二柱面鏡，以聚焦光路出射的激光；二維精密電控移動平臺放置在第二柱面鏡后方，二維精密電控移動平臺上的光纖夾具固定待寫入光纖，經(jīng)聚焦后出射的激光光斑垂直照射在光纖上，二維精密電控移動平臺受計算機精密 控制其平移速度；光纖一端連接寬帶光源，另一端連接光譜分析儀。
所述的第一柱面鏡與第二柱面鏡正交放置。
上述裝置中所述的前后方是指由激光器發(fā)出激光開始經(jīng)整個光路到激光射出后的順序位置而定。
本裝置中，第一柱面鏡的作用是使激光束聚焦成線狀激光，第二柱面鏡在垂直于線狀激光的方向再次聚焦，使線狀激光成為能量集中的激光光斑。
本裝置中的平面鏡也可以去掉，此時激光光路為直行光路。
本實用新型的優(yōu)點在于，光纖的移動速度和每個激光脈沖的持續(xù)時間等都可以通過計算機靈活控制，從而可以制作出合乎需要的長周期光纖光柵。整個LPFG寫入系統(tǒng)不需要模板， 節(jié)省了制作成本，具有重要的實際應用價值。


附圖1是本實用新型的裝置示意圖。
其中，1. 244 nm的氬離子倍頻激光器，2. A0M驅動器，3.聲光調(diào)節(jié)器，4.平面鏡， 5.第一柱面鏡，6.第二柱面鏡，7.光敏光纖，8.寬帶光源，9.精密電控移動平臺，10.光譜 分析儀，ll.光纖夾具。
附圖2是該方法制作的長周期光纖光柵的頻譜圖。
其中，a、 b、 c、 d、 e依次為曝光時間為140 s、 180 s、 210 s、 240 s、 280 s時得到的譜線圖。
具體實施方式
實施例
本實用新型實施例裝置如圖1所示，激光器1的型號為Innova 300C Motofred (相干公司)；聲光調(diào)節(jié)器3的型號為M110-4UV(BR)-AT4 (G00C服H0USEG0)。
一種長周期光纖光柵的紫外激光逐點寫入法所用的裝置，包括244 nm的氬離子倍頻激 光器l、聲光調(diào)節(jié)器3 (acousto-optic modulator,簡稱A0M)、A0M驅動器2、平面鏡4、第一柱面鏡5、第二柱面鏡6、精密電控移動平臺9、寬帶光源8、光譜分析儀10;精密電 控移動平臺9兩端帶有光纖夾具11，其特征在于244nm氬離子倍頻激光器1位于聲光調(diào)節(jié)器3之前，A0M驅動器2連接聲光調(diào)節(jié)器3使得聲光調(diào)節(jié)器3對氬離子倍頻激光器1出射的激光進行調(diào)制以控制其開關狀態(tài)；聲光調(diào)節(jié)器3后面與光路呈45°放置平面鏡4，使光路改變?yōu)榕c原光路相垂直方向；平面鏡4后面沿光路方向分別放置第一柱面鏡5和第二柱面鏡6，以聚焦光路出射的激光束；二維精密電控移動平臺9放置在第二柱面鏡后方，二維精密電控移動平臺9上的光纖夾具11固定待寫入光纖7，經(jīng)聚焦后出射的激光光斑垂直照 射在光纖上，二維精密電控移動平臺9受計算機精密控制其平移速度；光纖7—端連接寬 帶光源8，另一端連接光譜分析儀10。
所述的第一柱面鏡與第二柱面鏡正交放置。
附圖2是隨曝光時間變化得到的不同時間的譜線圖，由圖示可見調(diào)制深度由淺入深又變淺，這是因為光柵由不完全耦合到完全耦合，直至過耦合。本實施例中制作的長周期光纖光 柵性能優(yōu)異，其諧振波長峰值損耗高達38 dB。
權利要求1.一種長周期光纖光柵的紫外激光逐點寫入法所用裝置，包括244nm的氬離子倍頻激光器、聲光調(diào)節(jié)器、AOM驅動器、平面鏡、第一柱面鏡、第二柱面鏡、精密電控移動平臺、寬帶光源、光譜分析儀；精密電控移動平臺兩端帶有光纖夾具，其特征在于244nm倍頻氬離子激光器位于聲光調(diào)節(jié)器之前，AOM驅動器連接聲光調(diào)節(jié)器使得聲光調(diào)節(jié)器對氬離子倍頻激光器出射的激光進行調(diào)制以控制其開關狀態(tài)；聲光調(diào)節(jié)器后面與光路呈45°放置平面鏡，使光路改變?yōu)榕c原光路相垂直方向；平面鏡后面沿光路方向分別放置第一柱面鏡和第二柱面鏡，以聚焦光路出射的激光；二維精密電控移動平臺放置在第二柱面鏡后方，二維精密電控移動平臺上的光纖夾具固定待寫入光纖，經(jīng)聚焦后出射的激光光斑垂直照射在光纖上，二維精密電控移動平臺受計算機精密控制其平移速度；光纖一端連接寬帶光源，另一端連接光譜分析儀。
2. 如權利要求1所述的一種長周期光纖光柵的紫外激光逐點寫入法所用裝置，其特征在 于所述的第一柱面鏡與第二柱面鏡正交放置。
專利摘要本實用新型涉及一種長周期光纖光柵的紫外激光逐點寫入法所用裝置，采用氬離子倍頻激光器和聲光調(diào)節(jié)器以及兩個正交的柱面透鏡制作長周期光纖光柵。通過計算機設定聲光調(diào)節(jié)器的開關占空比和精密電控移動平臺的移動速度，對移動平臺上的光敏光纖逐點曝光完成長周期光纖光柵的制作。利用本裝置制作方法比傳統(tǒng)的紫外光寫入法節(jié)約了制作成本，而且可調(diào)諧性強，具有重要的實際應用價值。
文檔編號G02B6/02GK201181343SQ20082002072
公開日2009年1月14日 申請日期2008年4月21日 優(yōu)先權日2008年4月21日
發(fā)明者馮德軍, 姜明順, 隋青美, 霞 高 申請人:山東大學