一種可諧調(diào)的光纖濾波器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于光纖傳感【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種可諧調(diào)的光纖濾波器，利用長周期等間距的V型凹槽鋸齒板對單模光纖施加應(yīng)力，形成長周期光柵，置于恒溫箱中，通過恒溫烤箱改變溫度，改變?yōu)V波所需的波長，通過擰緊螺釘使兩塊長周期等間距的V型凹槽鋸齒對單模光纖施加應(yīng)力，在不改變諧振波中心波長的條件下調(diào)整光波光強的衰減程度，使濾波性能更加明顯。本發(fā)明專利可同時改變?yōu)V波的波長和光強的衰減程度，而且結(jié)構(gòu)簡單，具備可擦除性。
【專利說明】一種可諧調(diào)的光纖濾波器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光纖傳感【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種可諧調(diào)的光纖濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著光纖通信和光纖傳感的飛速發(fā)展，光濾波器得到了廣泛的應(yīng)用并也隨之迅速發(fā)展。在光纖通信與光纖傳感中，不同的波長傳載著不同的信息，在接收端，要從光纖中分離出所需的波長，就要用到光濾波器。光濾波器的主要作用就是對光波進行選擇性的通過，只有特定波長的光波能通過或者被濾除。
[0003]光濾波器也可以在實驗室，以及光通信，光傳感等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前，光濾波器主要器件是長周期光纖光柵。傳統(tǒng)的長周期光纖光柵制備之后參數(shù)就固定了，不具備可擦除性，相關(guān)參數(shù)無法更改，即不可恢復(fù)了，如光柵的周期，調(diào)制的幅度等，而且制作設(shè)備都是昂貴而復(fù)雜的。本裝置在使用前需事先用壓力和溫度控制好需要衰減濾波的波長段和衰減帶寬，雖然這個操作過程比較繁瑣，但是結(jié)構(gòu)簡單，廉價，容易控制，可擦除，可調(diào)諧的特點給它帶來了優(yōu)勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種可諧調(diào)的光纖濾波器，使濾波器對光波波長和對應(yīng)光強的衰減程度同時調(diào)諧。
[0005]所述的一種可諧調(diào)的光纖濾波器，其特征是包括長周期等間距的V型凹槽鋸齒板金、螺釘、螺孔、普通的單模光纖、恒溫箱，所述的普通的單模光纖被兩塊長周期等間距的V型凹槽鋸齒板通過螺釘固定在中間，構(gòu)成濾波器，整個濾波裝置被置于恒溫箱，所述的普通的單模光纖的兩端通過光纖連接器與外部光路相連接。
[0006]根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可諧調(diào)的光纖濾波器，其特征是長周期等間距的V型凹槽鋸齒板周期300-500 μ m,長度15-20cm，寬5cm。
[0007]根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可諧調(diào)的光纖濾波器，其特征是恒溫箱的溫度控制范圍在25_100°C，控溫精度在0.2°C。
[0008]本發(fā)明專利的優(yōu)點在于:利用長周期等間距的V型凹槽鋸齒板對單模光纖施加應(yīng)力，形成長周期光柵，置于恒溫箱中，不僅可以通過溫度的變化調(diào)節(jié)其所濾光波的波長，還以通過長周期鋸齒板對光纖施加應(yīng)力來改變所濾光波光強的衰減程度。當(dāng)松動螺釘移除應(yīng)力時，單模光纖不具備濾波作用，施加應(yīng)力時就形成光柵，具備濾波作用，因此本裝置中的光柵具有可擦除性。兩板之間可以放置多個單模光纖，具備多通道濾波能力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明一種可諧調(diào)的光纖濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】[0010]下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明進一步說明:
[0011]如圖1所示，一種可諧調(diào)的光纖濾波器，包括長周期等間距的V型凹槽鋸齒板1、螺釘2、螺孔3、普通的單模光纖4、恒溫箱5，所述的普通的單模光纖4被兩塊長周期等間距的V型凹槽鋸齒I通過螺釘2固定，構(gòu)成濾波器，整個濾波裝置被置于恒溫箱5，所述的普通的單模光纖4的兩端通過光纖連接器接入外部光路。
[0012]本發(fā)明裝置的工作方式為:當(dāng)進行濾波器調(diào)試的時候，普通單模光纖兩端通過光纖連接器分別與寬帶光源和光纖光譜儀連接，通過光譜儀來檢測濾波器的濾波波長和強度。單模光纖和表面刻有等間距V型凹槽的長周期的鋸齒板構(gòu)成的濾波裝置被置于恒溫箱中。當(dāng)螺釘松動時，單模光纖上沒有施加應(yīng)力，沒有形成光柵，光波無損耗的通過，不具備濾波功能。當(dāng)螺釘抒緊時，金屬板和鋸齒板對單模光纖橫向施加機械應(yīng)力，由于光纖的彈光效應(yīng)引起材料的折射率的變化，折射率與應(yīng)力之間的關(guān)系如下:
[0013]n = n°+a/ σ+a" σ (I)
[0014]其中η°是材料沒有應(yīng)力時的折射率，a'、a"是材料的彈光系數(shù)，σ加在光纖上的應(yīng)力。光纖二氧化硅材料應(yīng)力彈光系數(shù)是個四階張量，為常數(shù)。通過折射率橢球形式可以計算出材料的不同應(yīng)力下的折射率。當(dāng)應(yīng)力加在長周期的鋸齒板上，由于其上刻有等間距V型凹槽，所以在光纖軸向形成周期性的折射率調(diào)制，從而在受到機械應(yīng)力的地方獲得長周期光柵，形成帶阻濾波器，諧振波長與V型槽周期之間的關(guān)系如下:
[0015]λ = (ncore-ncaldding) d / sina (2)
[0016]其中，d是長周期等間距的V型凹槽鋸齒板周期，ncore和Iiealdding是標準單模光纖的光纖纖芯和包層的折射率，α是標準單模光纖與長周期等間距V型凹槽鋸齒板的周期λ是長周期光纖光柵諧振波長。
[0017]諧振波長出的透射率如下:
[0018]T= 1-sin2 (KL) (3)
[0019]其中L是長周期光纖光柵長度，K是包層模式的耦合系數(shù)。位于諧振波長處的光波將纖芯基模轉(zhuǎn)化為包層模進入光纖包層傳輸，而包層模傳輸很短距離會很快衰減掉，透射譜中出現(xiàn)損耗峰，實現(xiàn)帶阻濾波特性。
[0020]當(dāng)外界機械應(yīng)力移走，長周期光纖光柵消失，具有可擦除的特點。改變長周期光纖光柵上溫度，由于材料的熱膨脹效應(yīng)，按照公式(2)可以得出長周期光纖光柵的諧振波長發(fā)生移動，故可以調(diào)節(jié)濾波器中的中心波長。但是通過溫度改變?yōu)V波波長的過程中，其強度也會發(fā)生改變。而施加在光纖應(yīng)力大小，可以調(diào)整長周期光纖光柵的濾波強度，應(yīng)力能起到對溫度引起濾波強度補償作用。所以通過溫度和應(yīng)力相互調(diào)整，可以實現(xiàn)濾波器不同濾波波長的調(diào)諧。通過調(diào)節(jié)應(yīng)力和恒溫箱的溫度可以獲得λπ±5ηπι的濾除光波范圍，實現(xiàn)了對波長可調(diào)諧超過10nm。通過改變公式(2)中普通單模光纖與周期V型凹槽鋸齒板的角度α，可以調(diào)節(jié)長周期光纖光柵的周期和諧振峰的波長，可以實現(xiàn)更大范圍的通信波段帶阻濾波波長調(diào)諧。
[0021]在使用濾波器之前，需要先調(diào)節(jié)好所需濾波波長，先把濾波器兩端的光纖連接器分別與光源和光譜儀相連，通過光源和光譜儀來檢測濾波器的波長。根據(jù)所需濾波的波長和光強的衰減程度，調(diào)節(jié)恒溫箱的溫度，擰緊螺釘，通過光譜儀觀察光波頻譜，確定所需濾波的波長和光強的衰減程度是否達到所需要求，最后移除光源和光譜儀，這樣濾波器可以相關(guān)光路連接實用。
【權(quán)利要求】
1.一種可諧調(diào)的光纖濾波器，其特征是包括長周期等間距的V型凹槽鋸齒板(I)、螺釘(2)、螺孔(3)、普通的單模光纖(4)、恒溫箱(5)，所述的普通的單模光纖(4)被兩塊長周期等間距的V型凹槽鋸齒⑴通過螺釘⑵固定，構(gòu)成濾波器，整個裝置被置于恒溫箱(5)，所述的普通的單模光纖(4)的兩端通過光纖連接器接入外部光路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可諧調(diào)的光纖濾波器，其特征是長周期等間距的V型凹槽鋸齒板(I)周期300-500 μ m，長度15_20cm，寬5cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可諧調(diào)的光纖濾波器，其特征是恒溫箱(5)的溫度控制范圍在25-100°C，控溫精度在0.2°C。
【文檔編號】G02F1/01GK103760688SQ201310755691
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】孫明明, 金永興, 王棟遠, 范涌濤 申請人:中國計量學(xué)院