[發明專利]內壁融嵌式單模保偏光纖光柵及其制備方法

有效

• 申請號: 201010133480.0
• 申請日: 2010-03-29
• 公開（公告）號: CN101806934A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 苑立波;關春穎;田鳳軍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G02B6/024
• 分類號: G02B6/024;G02B6/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種光纖光柵，本發明也涉及一種光纖光柵的制備方法，具 體地說是一種內壁融嵌式單模保偏光纖光柵及其制備方法。

背景技術

保偏光纖(PMF，Polarization?Maintaining?Optical?Fiber)由于對線偏振光具有 較強的偏振保持能力，在高級相干光通信、光纖陀螺、水聽器、光纖傳感器等方 面有廣泛的應用，它是軍事領域中導彈、航空器中的關鍵元器件。由于光纖幾何 不對稱制成的保偏光纖與應力型保偏光纖相比較，偏振特性保持好，溫度穩定性 較好，具有廣泛的應用。光纖光柵傳感器是光纖傳感領域的研究熱點，用光纖光 柵的應變和熱膨脹進行壓力、溫度等多種物理量的檢測，已成為光纖光柵傳感器 的重要應用。而當前限制其發展的一個重要因素是它的交叉敏感問題，在這些應 用中消除溫度-應力耦合成為光纖光柵傳感器中必須解決的一大難題。由于保偏 光纖雙折射的存在，保偏光纖光柵的反射譜中會形成滿足布拉格條件的兩個反射 峰，它們的偏振態相互正交，利用這種特性，可以制作出偏振消光比較高的偏振 分束器。1997年，Sudo?M等人發現采用熊貓型保偏光纖光柵可以實現溫度和應 變兩個物理量的同時測量，從而解決交叉敏感問題。通過測量這兩個光柵中心波 長的間隔，利用光纖光柵的基本原理，能夠非常方便地得到所用保偏光纖的快慢 軸折射率差值，也可以計算出該光纖的拍長。若利用光纖幾何不對稱制成的保偏 光纖制備光纖光柵則可以實現溫度不敏感的高靈敏度壓力傳感，為解決溫度-應 力耦合問題提供一種可實施的方案。

目前光纖幾何不對稱制成的保偏光纖如邊孔保偏光纖光柵無論是分析理論 還是制作工藝都已相當成熟，但邊孔光纖相對制備工藝較復雜，給我們的研究帶 來諸多不便，需要結構更簡單的保偏光纖光柵來解決。因內壁融嵌式單模保偏光 纖，拉制容易，可以作為一種解決問題的方案。該光纖在拉制過程中，因表面張 力的影響，單模光纖纖芯較細，纖芯很容易部分嵌入折射率較低的包層中，故保 偏特性好，單模實現起來也較容易，也為保偏光纖家族增添新的一員。

發明內容

本發明的目的在于提供一種結構簡單、可調諧性大的內壁融嵌式單模保偏光 纖光柵。本發明的目的還在于提供一種簡單可行的內壁融嵌式單模保偏光纖光柵 的制備方法。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明的內壁融嵌式單模保偏光纖光柵的光纖含有一個偏心纖芯1，光纖中 心為空氣孔3，偏心纖芯部分嵌入折射率較低的包層2中、另一部分懸掛于空氣 孔3中，偏心纖芯上刻有光柵4。

本發明的內壁融嵌式單模保偏光纖光柵還可以包括：

1、所述的偏心纖芯的形狀呈橢圓形。

2、所述光纖中心的空氣孔為圓形或D形。

3、所述空氣孔的軸心與包層空心管的軸心有偏移。

4、偏心纖芯的長軸垂直于嵌入包層方向。

本發明的內壁融嵌式單模保偏光纖光柵的制備方法包括如下步驟：

1、取一載氫后內壁融嵌式單模保偏光纖，將其中一段剝除涂敷層，進行清 潔處理后將光纖固定在光纖夾具上，光纖緊貼相位掩模板，光纖夾具置于可旋轉 光纖的多維調節光學裝置上，通過利用顯微鏡或CCD成像裝置觀察，調節多維調 節光學裝置使光纖纖芯長軸平行于相位掩模板且正對寫入紫外光源，光纖纖芯處 于空氣孔的最上方或最下方；

2、光纖一端利用分束器接入寬帶光源，同時接入光譜儀；

3、開啟準分子激光器，紫外光經準直擴束變成平行光，最后經過相位掩模 板成周期條紋，在光纖上進行曝光；

4、通過光譜儀監測光柵形成，達到所需反射率時停止曝光；

5、進行封裝。

本發明的要點是光纖是內壁融嵌式單模保偏光纖。光纖含有一個偏心纖芯1， 光纖中心為空氣孔3，光纖纖芯部分嵌入折射率較低的包層2中，部分懸掛于空 氣孔3中，纖芯形狀呈類橢圓形。光纖中心的空氣孔可以為圓形，也可以為D 形；空氣孔的軸心可以與包層空心管的軸心有偏移。光纖的長軸垂直于嵌入包層 方向。內壁融嵌式單模保偏光纖光柵寫入時首先將光纖固定在光纖夾具，為減小 紫外曝光引入的雙折射，調整可旋轉光纖的多維調節裝置，使光纖纖芯的長軸平 行于相位掩模板，對準紫外光源，利用相位掩模板寫入光纖光柵，相位掩模板可 具有不同的周期和不同的形狀。寫入光柵時相位掩模板可以與光纖軸平行，也可 以與光纖軸有一夾角。