[發(fā)明專利]多芯光纖光柵的旋轉(zhuǎn)式寫入方法

無效

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• 申請日: 2010-03-11
• 公開（公告）號: CN101825740A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 苑立波;楊軍;關(guān)春穎
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: G02B6/036
• 分類號: G02B6/036
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光纖通信和光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多芯光纖光柵的制作技術(shù)。

背景技術(shù)

典型的光纖是單芯結(jié)構(gòu)，由包層環(huán)繞著纖芯構(gòu)成圓柱形光波導(dǎo)。而多芯光纖，則是在同一外包層內(nèi)含有多根纖芯，每根纖芯周圍都是包層材料。因此，每個纖芯都是一條光纖波導(dǎo)，即一根多芯光纖中集成了多根單芯光纖。多芯光纖的概念，早在上世紀(jì)70年代末就被提出，目的是為了同時解決降低光纖光纜的制造成本和開發(fā)高密集度大芯數(shù)光纜這兩大難題。但是直到上世紀(jì)90年代，隨著光纖制造技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，使得多芯光纖在制造過程中，內(nèi)殘余應(yīng)力不斷降低，機械強度和可靠性提高，才逐漸發(fā)展到實用化、商品化的階段。多芯光纖在光纖通信和光纖傳感領(lǐng)域具有很多用途，利用多光束干涉效應(yīng)可以構(gòu)成多種器件，例如：光纖濾波器、光開關(guān)、光波分復(fù)用器、光分插復(fù)用器；利用多芯光纖進行能量泵浦，可以制造更大功率的光纖激光器，將稀土元素?fù)饺攵嘈竟饫w中，可以改善光纖放大器的增益均衡特性。

采用多芯結(jié)構(gòu)光纖制作光柵，將多個光纖光柵集成到一根光纖中，可以構(gòu)造多波長組合光纖濾波器；此外，沿同一多芯光纖寫入不同波長的光纖光柵組，可構(gòu)成分布式光纖光柵彎曲傳感器；采用多芯光纖光柵傳感器可同時獲得彎曲的大小和方向的信息，多芯光纖光柵可以對應(yīng)變和彎曲等多種參量進行同時測量且有好的靈敏度。

目前單芯光纖光柵無論是理論分析還是制作工藝都已相當(dāng)成熟，但非同一平面多芯光纖光柵多數(shù)都是采用一側(cè)曝光技術(shù)[W.N.MacPherson，Meas.Sci.Technol.15，1642，2004和美國專利NO.20070201793A1]，多個纖芯光柵一次性寫入，利用此種制備方法制作的光柵，不同纖芯柵距不一致，各個光柵反射峰值差別也較大，離寫入光束較遠(yuǎn)的纖芯，折射率改變很小，反射峰值較小，諧振波長也較長，且多個光柵間滿足固定的關(guān)系，可調(diào)諧性較差，光纖自身棱鏡效應(yīng)對各個光柵特性也有影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種方法簡單，可調(diào)諧性大的多芯光纖光柵的旋轉(zhuǎn)式寫入方法。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

主要包括以下步驟：

1、取一多芯光纖，將其中一段剝除涂敷層，進行清潔處理后將多芯光纖固定在光纖夾具上，光纖夾具置于旋轉(zhuǎn)光學(xué)裝置上，多芯光纖緊貼相位掩模板，調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)光學(xué)裝置使多芯光纖的一個纖芯對準(zhǔn)寫入光源；

2、開啟準(zhǔn)分子激光器，經(jīng)準(zhǔn)直擴束后變成平行光，進行曝光；

3、多芯光纖一端接入寬帶光源，另一端接入光譜儀；通過光譜儀監(jiān)測光柵形成，達到所需反射率時停止曝光；

4、調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)光學(xué)裝置到適當(dāng)角度使多芯光纖的下一個纖芯正對著寫入光源，重復(fù)2-3步驟，逐一纖芯寫入；

5、進行封裝。

所述多芯光纖是多個纖芯不在同一平面，各纖芯分布在一個同心圓周上，各個纖芯離包層外邊界距離較近，各纖芯間的距離較大，纖芯間無相互耦合的多芯光纖。

所述多芯光纖為光敏光纖，每個纖芯的光敏性相同或不同；多芯光纖的各個纖芯的折射率相同或不同；多芯光纖的各個纖芯的芯徑大小相同或不同。

每次寫入時選擇的相位掩模板的周期和形狀相同或不同。

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提出了一種旋轉(zhuǎn)式多芯光纖光柵寫入技術(shù)，每次寫入一個纖芯光柵，多個光柵間無關(guān)聯(lián)。該方法制備簡單，可調(diào)諧性大。本發(fā)明實施簡便，制作過程易于控制，可以大大提高光柵寫入質(zhì)量；所制作的多個光纖光柵集成于一根光纖中，可提高光學(xué)器件在光纖中的集成，可進行多個物理量和多維信息的同時測量。

本發(fā)明的要點是光纖含有多個纖芯，多個纖芯不在同一平面，各纖芯分布在一個同心圓周上，各個纖芯離包層外邊界距離較近，各纖芯間的距離較大，纖芯間無相互耦合；多芯光纖光柵寫入是利用一精密光學(xué)裝置，光纖夾具固定在該裝置上，每次只寫入一個纖芯，寫入時首先將光纖固定在光纖夾具上，調(diào)節(jié)精密光學(xué)裝置，光纖隨之旋轉(zhuǎn)，使某一光纖芯對準(zhǔn)紫外光源，利用相位掩模板寫入一個光纖光柵，寫入后調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)光學(xué)裝置改變光纖中各個纖芯的位置，使下一個待寫入纖芯對準(zhǔn)寫入光源，刻入第二個光柵，以此類推，逐一寫入；每次寫入相位掩模板可調(diào)換，相位掩模板可具有不同的周期和不同的形狀。

所述精密轉(zhuǎn)光學(xué)裝置的旋轉(zhuǎn)由步進電機精確控制，精密調(diào)節(jié)裝置可作任意角度的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)。多芯光纖為光敏光纖，每個纖芯可具有不同的光敏性；多芯光纖的多個纖芯可具有不同的折射率和不同的芯徑大小。

附圖說明

圖1是(a)是四芯光纖光柵結(jié)構(gòu)示意圖；圖1(b)是三芯光纖光柵結(jié)構(gòu)示意圖；圖1(c)是雙芯光纖光柵結(jié)構(gòu)示意圖。