[發明專利]內壁融嵌式多芯單模保偏光纖光柵及制作方法

無效

• 申請號: 201010159121.2
• 申請日: 2010-04-29
• 公開（公告）號: CN101881854A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 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

本發明屬于光纖通信和光纖傳感技術領域。本發明涉及的是一種光纖光柵，本發明還涉及一種光纖光柵的制作方法。

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，是軍事領域中導彈、航空器中的關鍵元器件。由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，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。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，解決溫度-應力耦合問題。而采用多芯結構光纖制作光柵，將多個光纖光柵集成到一根光纖中，可構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，構成分布式光纖光柵彎曲傳感器，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變和彎曲等多種參量進行同時測量且有好的靈敏度。

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繁雜，器件成本較高，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。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。目前多芯光纖光柵多數都是采用一側曝光[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，此種制備方法不同纖芯柵距不一致，各個光柵反射峰值差別也較大，離寫入光束較遠的纖芯，反射峰值較小，且多個光柵間滿足固定的關系，可調諧性較差，這些都給我們的研究帶來諸多不便。

發明內容

本發明的目的在于提供一種保偏特性好，可提高光學器件在光纖中的集成實現多個物理量的同時測量的內壁融嵌式多芯單模保偏光纖光柵。本發明的目的還在于提供一種內壁融嵌式多芯單模保偏光纖光柵的制作方法。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明的內壁融嵌式多芯單模保偏光纖光柵包括多芯光纖，多芯光纖中心為空氣孔，多芯光纖的每個纖芯部分嵌入折射率低于纖芯的折射率的包層中、部分懸掛于空氣孔中構成內壁融嵌式多芯單模保偏纖芯，纖芯形狀為類橢圓形，利用紫外光源通過相位掩模板寫入技術制成內壁融嵌式多芯單模保偏光纖光柵。

本發明的內壁融嵌式多芯單模保偏光纖光柵還可以包括這樣一些特征：

1、所述空氣孔是圓形或D形，空氣孔的數量是一個或兩個。

2、光纖偏振長軸垂直于嵌入包層方向。

3、各個纖芯具有不同的折射率和不同的芯徑大小，各個纖芯具有光敏性，各個纖芯光敏性不同。

4、各個纖芯具有相同的折射率和相同的芯徑大小，各個纖芯具有光敏性，各個纖芯光敏性相同。

本發明的內壁融嵌式多芯單模保偏光纖光柵是采用這樣的方法來制備的：

(1)取內壁融嵌式多芯單模保偏光纖，將其中一段剝除涂敷層，進行清潔處理后，將內壁融嵌式多芯單模保偏光纖固定在可旋轉的光纖夾具上，調節使內壁融嵌式多芯單模保偏光纖的一個纖芯的長軸平行于相位掩模板且對準紫外寫入光源；

(2)調節相位掩模板緊貼內壁融嵌式多芯單模保偏光纖，內壁融嵌式多芯單模保偏光纖一端接入寬帶光源，同時接入光譜儀；

(3)開啟準分子激光器，經準直擴束變成平行光，進行曝光；通過光譜儀監測光柵形成，達到所需反射率時停止曝光；

(4)調節可旋轉的光纖夾具使下一個纖芯的長軸平行且正對相位掩模板，寫入下一個光柵；

(5)重復上述步驟，逐一纖芯寫入；

(6)進行封裝。