[發明專利]基于功能材料填充微結構光纖的可調諧雙通道光柵濾波器

無效

• 申請號: 200910068499.9
• 申請日: 2009-04-17
• 公開（公告）號: CN101520555A
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發明（設計）人: 劉艷格;許劍波;王志;鄒冰;劉波;張昊
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: G02F1/01
• 分類號: G02F1/01;G02F1/00;G02B6/02
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司
• 代理人: 侯 力

技術領域

本發明涉及微結構光纖和光纖光柵及其應用技術領域，特別是涉及一種基于功能材料填充微結構光纖的可調諧雙通道光柵濾波器。

背景技術

微結構光纖(Microstructure?Optical?Fiber)，又稱光子晶體光纖(PhotonicCrystal?fiber)或多孔光纖(Holey?fiber)，其沿光纖軸向按照一定規律分布著延伸的空氣孔，按照導光機理的不同可分為兩種：折射率引導型微結構光纖和光子帶隙型微結構光纖。前者與傳統光纖的導光機制類似，纖芯折射率高于周圍由空氣孔組成的包層有效折射率，光被約束在纖芯中傳輸；而光子帶隙型微結構光纖的包層具有周期性的折射率分布，通過光子帶隙效應將光限制在低折射率的纖芯缺陷中傳導。

微結構光纖具有特殊的傳導機制和靈活設計的結構，表現出許多普通光纖所不具備的優異特性，如：無截止波長單模傳導特性、可設計的色散特性和高雙折射特性等等。特別是纖芯及包層具有空氣孔分布的微結構光纖，為填充各種材料進入微結構光纖提供了空間和條件，這一特點可以極大地拓寬微結構光纖的應用領域，設計并研制出更多的新型可調諧微結構光纖器件。光纖光柵是一種重要的光無源器件，將普通的光纖光柵寫制技術與微結構光纖結合起來，可以實現具有特殊光譜及耦合特性的微結構光纖光柵。1999年，B.J.Eggleton等人成功利用相位掩模法寫制了世界上第一根光子晶體光纖光柵。1999年，A.A.Abramov等人報道了一種空氣孔中填充溫敏聚合物材料的長周期微結構光纖光柵而形成的可調諧寬帶濾波器。2008年，Thomas?Geernaert等人報道了在高雙折射微結構光纖上用紫外曝光法寫制出布拉格光柵，兩反射諧振峰間隔約為2.1nm。

然而，上述濾波器還存在實現方式不靈活、可調諧方式少、調諧范圍窄等問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種基于功能材料填充微結構光纖的可調諧雙通道光柵濾波器，該濾波器的實現方式靈活、調諧方式多樣、調諧范圍寬、且可實現電調諧，能夠廣泛應用于可調諧激光器、光纖傳感器等領域，適合大規模的推廣應用，具有重大的生產實踐意義。

為此，本發明提供了一種基于功能材料填充微結構光纖的可調諧雙通道光柵濾波器，其特征在于，由功能材料填充的雙折射微結構光纖光柵和控制裝置構成，所述功能材料填充的雙折射微結構光纖光柵位于該控制裝置內，所述控制裝置用于產生、加載和調節控制能夠使雙折射光纖中的功能材料的折射率發生改變的電場、溫度、光場、磁場或聲場。

優選地，所述功能材料填充的雙折射微結構光纖光柵為在功能材料填充的雙折射微結構光纖纖芯中形成的具有折射率周期變化的光纖光柵。

優選地，通過利用飛秒激光或紫外激光的相位掩模曝光方法在微結構光纖纖芯形成折射率周期變化的光纖光柵。

優選地，所述功能材料填充的雙折射微結構光纖為：通過將液體或流體狀的功能材料填充到微結構光纖的所有或部分空氣孔中，利用填充材料的各向異性或微結構光纖本身的結構非對稱性所形成的具有雙折射特性的微結構光纖。

優選地，所述微結構光纖為沿光纖軸向具有按照一定規律分布的空氣孔結構的圓對稱或非圓對稱光纖。

優選地，所述一定規律分布的空氣孔結構為在光纖橫截面內呈三角形、矩形、或蜂窩形排列的空氣孔結構，所謂空氣孔的形狀為圓形或橢圓形。

優選地，所述微結構光纖纖芯為純硅、摻鍺硅、摻硼硅或硼鍺共摻硅。

優選地，所述功能材料為其折射率隨外加電場、溫度、磁場、聲場或光場的改變而變化的電光材料、溫敏材料、光敏材料、磁光材料或聲光材料。

優選地，所述電光材料為液晶，所述溫敏材料為溫敏聚合物，所述光敏材料為二硫化碳或光折變有機物，所述磁光材料為磁敏材料，所述聲光材料為聲敏材料。

由以上本發明提供的技術方案可見，本發明與現有技術相比，本發明提供了一種基于功能材料填充微結構光纖的可調諧雙通道光柵濾波器，該濾波器的實現方式靈活、調諧方式多樣、調諧范圍寬、且可實現電調諧，能夠廣泛應用于可調諧激光器、光纖傳感器等領域，適合大規模的推廣應用，具有重大的生產實踐意義。

附圖說明

圖1是基于功能材料填充微結構光纖的可調諧雙通道光纖光柵濾波器示意圖；

圖2是功能材料填充微結構光纖光柵的放大示意圖；

圖3是功能材料填充微結構光纖光柵的縱向剖面示意圖；

圖4a、圖4b、圖4c、圖4d分別是幾種典型的高雙折射微結構光纖的橫截面結構示意圖；

圖5是實施例中高雙折射微結構光纖截面示意圖；