[實用新型]光纖光柵的在線制作裝置

有效

• 申請號: 200920187260.9
• 申請日: 2009-08-31
• 公開（公告）號: CN201477226U
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 陳炳炎;石明
• 申請（專利權）人: 常州南方通信科技有限公司
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02
• 代理公司: 蘇州廣正知識產權代理有限公司 32234
• 代理人: 張利強

技術領域

本實用新型涉及光纖通信和光纖傳感領域的光纖無源器件，尤其涉及一種光纖光柵的制作裝置。

背景技術

光纖光柵是近年來發展最為迅速的光無源器件之一，鑒于它的許多獨特的優點，因而在光纖通信和光纖傳感領域均有極為廣闊的前景。由于光纖光柵的出現，使許多復雜全光通信和傳感方式成為可能，極大地拓寬了光纖技術的應用范圍。

光纖光柵是利用光纖材料的光敏性，即外界入射光子和光纖纖芯內鍺離子相互作用引起折射率的永久性變化，從而在光纖纖芯內形成空間相位光柵，其作用實質上是在光纖纖芯內形成一個窄帶的透射或反射濾波器或反射鏡。利用這一特性可構成許多獨特性能的光纖無源器件。例如，利用光纖光柵的窄帶高反射率特性構成光纖反饋腔，依靠摻鉺光纖等為增益介質即可制成光纖激光器；用光纖光柵作為激光二極管的外腔反射器，可以構成外腔可調諧激光二極管；利用光纖光柵可構成Michelson干涉儀型、Mach-Zehnder干涉儀型、以及Fabry-Perot干涉儀型的光纖濾波器；利用非均勻光纖光柵可制成光纖色散補償器等等。此外，利用光纖光柵還可制成用于檢測應力、應變、溫度等參數的光纖傳感器和光纖傳感網絡。

光纖布拉格光柵(FBG，fiber?Bragg?grating)的原理是光纖纖芯區折射率周期變化造成光纖波導條件的改變，導致一定波長的光波發生相應的模式耦合，使其透射光譜和反射光譜出現奇異特性.圖1表示光纖光柵區域的折射率分布情況以及入射光、反射光和透射光的光譜圖。其中，n₁為光纖包層折射率，n₂為光纖纖芯初始折射率，n₃為光致折射率變化函數，Λ為光柵周期。光纖光柵的反射布拉格波的中心波長為：λ_B＝2n_effΛ式中，n_eff為光纖纖芯光柵區域有效折射率。

光纖光柵的傳統制造方法是：采用適當的光源和光纖增敏技術，可以在幾乎所有種類的光纖上不同程度地寫入光柵。光纖的光致折射率變化的光敏性主要表現在在波長為244nm的紫外光的吸收峰附近，所以利用紫外光與光纖纖芯中的鍺離子的相互作用引起折射率的永久性變化，從而在光纖纖芯內形成折射率呈周期性變化的空間相位光柵。光纖光柵的制造方法通常分為橫向干涉法及相位掩模法兩大類。前者是利用雙光束干涉所產生的干涉條紋對光纖曝光以形成光纖光柵，后者是使用一個周期為Λ的相位掩模器，對衍射光束進行分離，當紫外光垂直照射到相位掩模器上時，在其后面即得到節距為Λ/2的光纖衍射圖樣，從而在紫外光敏光纖中形成節距為Λ/2的光纖布拉格光柵。在制備光纖光柵時，需去除成柵段光纖的涂層，因為涂層會吸收紫外光能，影響光纖光柵的刻寫。另外，當光纖纖芯吸收氫氣或其同位素(如氘氣)后能增強其吸收紫外線的能力。因此光纖成柵前需進行載氫處理，就是在刻寫FBG前，需將普通光纖浸泡在一定溫度下，在氫氣和氦氣混合氣壓中一段時間，使光纖中的氫達到飽和，這樣可以提高光纖纖芯區對UV(紫外光)的吸收率以及提高成品FBG的帶寬和反射率。通常在100標準大氣壓，100℃溫度下，需載氫48小時，如增大壓力、增高溫度可減少載氫時間，反之亦然。

上述光纖成柵方法有下列缺點；首先是光纖光柵均為單個制作，手工量大，生產效率低，成本高；其次在成柵工藝中，去除光纖涂層將導致光纖強度的嚴重下降，成柵后需再次涂敷，而涂敷工藝對光纖光柵的光學特性具有顯著影響，隨機非均勻涂敷將造成FBG器件工作參數的隨機漂移，影響系統的重復性和穩定性。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是：提供一種制作效率高、成本低、涂層均勻的光纖光柵在光纖拉絲過程中的在線制作裝置。

為了克服背景技術中存在的缺陷，本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種光纖光柵的在線制作裝置，包括安裝在拉絲塔支架上的光纖預制棒送棒器、加熱爐、冷卻管、光纖光柵刻寫裝置、光纖涂層涂覆杯、UV固化爐、牽引輪以及收排線裝置，其中，光纖預制棒送棒器、加熱爐、冷卻管、光纖光柵刻寫裝置、光纖涂層涂覆杯、UV固化爐與牽引輪平行設置，加熱爐與冷卻管之間設置有光纖外徑測量裝置，UV固化爐與牽引輪之間設置有涂層外徑測量裝置。

根據本實用新型的另一個實施例，光纖光柵的在線制作裝置進一步包括所述加熱爐內的溫度2000℃。

根據本實用新型的另一個實施例，光纖光柵的在線制作裝置進一步包括所述加熱爐內的溫度2000℃。

根據本實用新型的另一個實施例，光纖光柵的在線制作裝置進一步包括所述光纖光柵刻寫裝置與冷卻管之間設置有V型導輪。