[發明專利]基于融嵌芯中空光纖的長周期光纖光柵的制備方法

無效

• 申請號: 201010159157.0
• 申請日: 2010-04-29
• 公開（公告）號: CN101840019A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 苑立波;關春穎;王雪
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: 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，涉及一種光纖光柵的制備方法，具體地說是一種長周期融嵌芯中空光纖光柵的制備技術。

背景技術

近年來，長周期光纖光柵因其插入損耗低、背向反射小，其傳輸譜對溫度、應變、環境折射率等多種因素的變化都比較敏感等優點，得到了科研人員的廣泛關注，長周期光纖光柵的形成機理及制作工藝等技術的實現已經日趨完善，如現有比較成熟的技術：芯單側、對稱、旋轉曝光制作的長周期光纖光柵、單芯旋轉折變型光纖光柵[專利號200510057422.3]，多芯布拉格光纖光柵[美國專利NO.20070286561A1和NO.20070201793A1]等。從這些制作技術的發展可見，在新型特種光纖上制作長周期光纖光柵已經成為科研人員的新方向。

典型的光纖是單芯結構，由包層環繞著纖芯構成圓柱形光波導，融嵌芯中空光纖則是由纖芯、環形包層和空氣腔構成；環形包層中間為空氣腔，芯位于包層空氣腔中且通過融嵌懸掛于環形包層內壁。對這種結構光纖的概念早在1976年已被提出[美國專利NO.3950073]。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能在融嵌芯中空光纖上形成光纖光柵的基于融嵌芯中空光纖的長周期光纖光柵的制備方法。

本發明的目的是這樣實現的：

包括以下步驟：(1)將一段待寫入光柵的融嵌芯光纖的一端與前標準單芯光纖焊接并拉錐，另一端與后標準單芯光纖對準，使融嵌芯光纖中的一個光纖芯與后標準單芯光纖的纖芯恰好對準，以便觀測融嵌芯光纖中的一個光纖芯的透射譜；(2)調節融嵌芯光纖位置，使CO₂激光束恰好對準融嵌芯光纖橫截面圓周的一個位置，該位置由融嵌芯光纖的光纖芯數目而定，當光纖芯數目大于1時，保證至少兩個光纖芯受到曝光能量相等，通過單側曝光寫入若干周期長周期光纖光柵；(3)調整與融嵌芯光纖末端對準的后標準單芯光纖，使后標準單芯光的纖芯恰好對準融嵌芯光纖的其他光纖芯以觀測其他芯的透射譜。

所述的融嵌芯中空光纖由光纖芯、環形包層和空氣腔構成；環形包層中間為空氣腔，光纖芯位于包層空氣腔中，并且通過融嵌懸掛于環形包層內壁。

所述的融嵌芯中空光纖的環形包層的折射率小于光纖芯的折射率，環形包層的折射率大于空氣腔的折射率。

所述的融嵌芯中空光纖的光纖芯的數量為單芯、雙芯、三芯或四芯，且雙芯、三芯和四芯均為對稱結構。

本發明在現有技術的基礎上，利用高頻CO₂激光脈沖在融嵌芯中空光纖上寫入長周期光纖光柵，使芯的折射率被周期性調制。特別是在多芯融嵌芯中空光纖上制備光纖光柵。

附圖說明

圖1(a)是融嵌芯中空光纖(單芯)橫截面結構圖；圖1(b)是在融嵌芯中空光纖上寫入長周期光纖光柵示意圖。其中1-懸掛芯；2-環形包層；3-空氣腔；4-在懸掛芯上寫入的長周期光纖光柵，深色為折射率調制區。

圖2(a)-圖2(c)是本發明的多芯融嵌芯中空光纖橫截面示意圖，其中圖2(a)為雙芯、圖2(b)為三芯、圖2(c)為四芯。其中2-1，2-2分別為雙芯融嵌芯中空光纖的兩個懸掛芯；3-1，3-2，3-3分別為三芯融嵌芯中空光纖的三個懸掛芯；4-1，4-2，4-3，4-4分別為四芯融嵌芯中空光纖的四個懸掛芯，5為CO₂激光束。

圖3(a)-圖3(c)是本發明分別在雙芯、三芯和四芯融嵌芯中空光纖上寫入長周期光纖光柵示意圖。

圖4是在雙芯融嵌芯中空光纖中寫入長周期光纖光柵裝置俯視示意圖。其中D-1、D-2是兩根標準單芯光纖；S是一段融嵌芯中空光纖；6是三維調節架；7是旋轉臺；該俯視方向為圖2(a)激光脈沖5入射方向。

具體實施方式

下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述：

以雙芯融嵌芯中空光纖長周期光纖光柵制備方法為例，圖4中光纖D-1、D-2選用長飛標準單模光纖G.625，光纖S選用雙芯融嵌芯中空光纖，光譜儀型號為AQ6317B，光源選用ASE寬帶光源。在雙芯融嵌芯中空光纖上寫入的長周期光纖光柵周期為620μm，周期數為40左右，光柵寫入長度約2.5cm。

在雙芯融嵌芯中空光纖中寫入長周期光纖光柵包括以下步驟：

1、取一段待寫入光柵的雙芯融嵌芯光纖S，將其一端與一根標準單芯光纖D-1焊接并拉錐；

2、將雙芯融嵌芯光纖S的另一端與標準單芯光纖D-2對準，通過三維調節架6使雙芯融嵌芯光纖的其中一個芯2-1與單芯光纖的纖芯恰好對準；

3、光纖D-2出射光由光譜儀OSA接收；