一種采樣光纖光柵的刻寫方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種采樣光纖光柵的刻寫方法，該方法采用的具體裝置結構包括：紫外光源(101)、全反射鏡(102)、可控電動平移平臺(103)、柱透鏡(104)、光柵相位掩模板(105)、光纖夾持拉伸系統(tǒng)(106)。本發(fā)明可以刻寫布拉格型采樣光纖光柵，利用刻寫的采樣光纖光柵在多通道濾波、色散補償方面具有很強的應用性。該發(fā)明結構簡單，穩(wěn)定性高，可調節(jié)性強。
【專利說明】一種采樣光纖光柵的刻寫方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及刻寫光纖光柵的【技術領域】，特別涉及一種采樣光纖光柵的刻寫方法，通過逐步拉伸光纖改變光纖光柵周期實現(xiàn)對波長的采樣。
【背景技術】
[0002]隨著光纖通信的飛速發(fā)展，多通道濾波及色散補償成為人們關心的一個非常重要的問題。取樣光纖光柵具有多通道濾波的特點，它具有體積小、重量輕、成本低和靈活方便、插入損耗低、與光纖兼容性好、波長選擇性好等特點而受到普遍的重視，成為現(xiàn)今人們研究的熱點。采樣光纖光柵作為非均勻光纖光柵中的一種，它的Bragg波長也會因為壓力、溫度、應變及應力的變化而改變，所以它在光柵傳感技術中的應用也有待研究。
[0003]目前國內外報道的采樣光柵的制作方法主要有利用全息相位掩膜板對曝光光強進行調制來實現(xiàn)，其針對不同采樣波長間隔需要定制不同的掩膜板，而且很難調節(jié)波長間隔。

【發(fā)明內容】

[0004]與現(xiàn)存的采樣光柵制作方法不同，本發(fā)明中的曝光光強始終保持恒定，對掩膜板制作要求更低，采用對被刻寫光纖拉伸實現(xiàn)光柵周期變化的過程中容易實現(xiàn)對反射波長的定標，而且可以實現(xiàn)不同波長間隔的采樣，使得采樣光柵的應用面更加廣泛。
[0005]本發(fā)明解決上述技術問題采用的技術方案為:一種采樣光纖光柵的刻寫方法，該方法采用的裝置由紫外光源、全反射鏡、可控電動平移平臺、準直聚焦柱透鏡、光柵相位掩膜板和光纖夾持拉伸系統(tǒng)組成，該刻寫方法的具體過程為:紫外光源產生的紫外光，經全反射鏡反射后照射到準直聚焦柱透鏡，經透鏡聚焦到光柵相位掩膜板上。透射光通過相位掩模板后能夠產生±1級衍射，衍射光形成的干涉光對被刻寫光纖進行曝光?？虒戇^程中可控電動平移平臺帶動全反射鏡勻速平移引起曝光位置在被刻寫光纖上的勻速平移，光纖夾持拉伸系統(tǒng)可以保持被刻寫光纖伸直同時等時間間隔逐步手動拉伸被刻寫光纖，逐步改變光纖光柵周期達到對光纖光柵的反射波長進行采樣的目的。
[0006]進一步的，電動平移平臺帶動全反射鏡平移，光纖夾持拉伸系統(tǒng)對被刻寫光纖進行拉伸，從而實現(xiàn)在光纖上逐步刻寫出不同周期的光纖光柵，從而實現(xiàn)對反射波長的采樣。針對準直聚焦柱透鏡聚焦后光斑較大情況，需在相鄰周期光柵間預留不曝光區(qū)域以避免相鄰光柵重疊。
[0007]進一步的，所述光纖夾持拉伸系統(tǒng)包括:光纖夾具，三維調整架；光纖夾具用于夾持光纖并與三維調整架固連，三維調整架用于對光纖高度、與掩膜板距離及光纖縱向拉伸量的調節(jié)。
[0008]本發(fā)明的原理在于:一種米樣光纖光柵的刻寫方法，其結構由紫外光源、全反射鏡、可控電動平移平臺、準直聚焦柱透鏡、光柵相位掩膜板和光纖夾持拉伸系統(tǒng)組成，紫外光源產生的紫外光，經全反射鏡反射后照射到準直聚焦柱透鏡，經透鏡聚焦到光柵相位掩膜板上。透射光通過相位掩模板后能夠產生± I級衍射，衍射光形成的干涉光對被刻寫光纖進行曝光?？虒戇^程中可控電動平移平臺帶動全反射鏡勻速平移引起曝光位置在被刻寫光纖上的勻速平移，光纖夾持拉伸系統(tǒng)可以保持被刻寫光纖伸直同時等時間間隔逐步手動拉伸被刻寫光纖，逐步改變光纖光柵周期達到對光纖光柵的反射波長進行采樣的目的。所用的刻寫光纖選用常用的光纖，如單模光纖、多模光纖，也可以是多層光纖等特殊光纖。紫外光照射到上面后能形成折射率調制。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的優(yōu)點在于:通過對被刻寫光纖的拉伸時間間隔及拉伸長度進行調節(jié)及定標，可以實現(xiàn)采樣波長的間隔和采樣深度的精確調節(jié)，同時可實現(xiàn)不等間隔波長的采樣。其相位掩膜板相對于其他方法制作也更為簡單。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明刻寫系統(tǒng)裝置示意圖；其中，101為紫外光源，102為全反射鏡，103為可控電動平移平臺，104為聚焦準直柱透鏡，105為光柵相位掩膜板，106為光纖夾持拉伸系統(tǒng)。
[0011]圖2為采樣光柵反射譜示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖詳細描述本發(fā)明【具體實施方式】，以刻寫布拉格采樣光纖光柵為例。如圖1所示:刻寫裝置由紫外光源101，全反射鏡102，可控電動平移平臺103，聚焦準直柱透鏡104,光柵相位掩膜板105,光纖夾持拉伸系統(tǒng)106組成。紫外光源101產生的紫外光，經全反射鏡102反射后照射到準直聚焦柱透鏡104，經透鏡聚焦到光柵相位掩膜板105上。透射光通過相位掩模板后能夠產生±1級衍射，衍射光形成的干涉光對被刻寫光纖107進行曝光。刻寫過程中可控電動平移平臺帶動全反射鏡勻速平移引起曝光位置在被刻寫光纖上的勻速平移，光纖夾持拉伸系統(tǒng)可以保持被刻寫光纖伸直同時等時間間隔逐步手動拉伸被刻寫光纖，逐步改變光纖光柵周期達到對光纖光柵的反射波長進行采樣的目的。針對準直聚焦柱透鏡104聚焦后光斑較大情況，需在相鄰周期光柵間預留不曝光區(qū)域以避免相鄰光柵重疊。
[0013]本發(fā)明的創(chuàng)新之處在于:通過對被刻寫光纖的拉伸實現(xiàn)對光纖光柵Bragg周期的調節(jié)，使得光柵采樣波長間隔和采樣深度調節(jié)更為直觀方便。同時其相位掩膜板可以直接利用普通Bragg光纖光柵刻寫所使用的掩膜板，無需針對采樣波長間隔特別定制。
[0014]所述光纖夾持拉伸系統(tǒng)106包括:光纖夾具,三維調整架。光纖夾具用于夾持光纖并與三維調整架固連，三維調整架用于對光纖高度、與掩膜板距離及光纖縱向拉伸量的調節(jié)。
[0015]圖2為采樣光柵反射譜示意圖。圖中橫坐標對應掃描波長，縱坐標對應光柵反射率。圖中不同采樣波長對應不同光柵周期，即本方法中的光纖縱向拉伸量。
[0016]盡管已經詳細描述了本發(fā)明及其優(yōu)點，但應當理解，在不背離由所附的權利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進行各種變化、替換及改造。此外，不意味著本申請的范圍限于說明書中描述的工藝、設備、制造、以及物質組成、手段、方法和步驟的特定實施例。本領域技術人員從本發(fā)明的公開內容將很容易意識到那些現(xiàn)在存在的或以后發(fā)現(xiàn)的工藝、設備、制造、物質組成、手段、方法或步驟，其與這里描述的根據(jù)本發(fā)明相應實施所使用的完成基本上相同的功能或達到基本上相同的結果。因此，期望所附的權利要求將這樣的工藝、設備、制造、物質組成、手段、方法或步驟包括在它們的范圍內。
【權利要求】
1.一種采樣光纖光柵的刻寫方法，其特征在于:該方法采用的裝置結構由紫外光源(101)、全反射鏡(102)、可控電動平移平臺(103)、準直聚焦柱透鏡(104)、光柵相位掩膜板(105)和光纖夾持拉伸系統(tǒng)(106)組成，該刻寫方法的具體過程如下: 紫外光源(101)產生的紫外光，經全反射鏡(102)反射后照射到準直聚焦柱透鏡(104)，經透鏡聚焦到光柵相位掩膜板(105)上，透射光通過相位掩模板后能夠產生±1級衍射，衍射光形成的干涉光對被刻寫光纖(107)進行曝光，刻寫過程中可控電動平移平臺(103)帶動全反射鏡(102)勻速平移引起曝光位置在被刻寫光纖(107)上的勻速平移，光纖夾持拉伸系統(tǒng)(106)可以保持被刻寫光纖(107)伸直同時等時間間隔逐步拉伸被刻寫光纖(107)，逐步改變光纖光柵周期達到對光纖光柵的反射波長進行采樣的目的。針對準直聚焦柱透鏡(104)聚焦后光斑較大情況，需在相鄰周期光柵間預留不曝光區(qū)域以避免相鄰光柵重疊。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種采樣光纖光柵的刻寫方法，其特征在于:電動平移平臺帶動全反射鏡平移，光纖夾持拉伸系統(tǒng)對被刻寫光纖進行拉伸，從而實現(xiàn)在光纖上逐步刻寫出不同周期的光纖光柵，從而實現(xiàn)對反射波長的采樣。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種米樣光纖光柵的刻寫方法，其特征在于:所述光纖夾持拉伸系統(tǒng)(106)包括:光纖夾具，三維調整架；光纖夾具用于夾持光纖并與三維調整架固連，三維調整架用于對光纖高度、與掩膜板距離及光纖縱向拉伸量的調節(jié)。
【文檔編號】G03F7/20GK103984056SQ201410200773
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月11日 優(yōu)先權日:2014年5月11日
【發(fā)明者】周勇, 王安廷, 顧春, 許立新, 明海 申請人:中國科學技術大學