[發明專利]任意切趾光纖光柵刻寫裝置和刻寫方法

有效

• 申請號: 201210104385.7
• 申請日: 2012-04-11
• 公開（公告）號: CN102621609A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 劉剛;張鑫;楊飛;葉青;蔡海文;方祖捷
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18;G03F7/20
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明涉及光纖光柵，特別是一種任意切趾光纖光柵的刻寫裝置及方法。

背景技術

隨著光纖光柵在光通信領域的廣泛應用，人們對光纖光柵的性能也提出了更高的要求，切趾技術就是在這個背景下誕生的。切趾光纖光柵可以極大的減少光柵反射譜中的旁瓣，抑制光通信中信號傳輸產生的時延振蕩，降低相鄰信道之間的碼元串擾，并起到很好的色散補償作用，因而切趾技術是決定光纖光柵性能好壞的一項關鍵技術。目前，制作切趾光纖光柵最常用的方法主要有紫外脈沖相干寫入法、切趾相位掩模法以及共軛振幅模板掃描法。

切趾相位掩模法【參見J.J.?Pan,?Y.,?et?al.,?Steep?skirt?fiber?Bragg?grating?fabrication?using?a?new?apodised?phase?mask[J].Electronics?Letters,?1997.?33(22)】利用聚焦電子束和濕法刻蝕技術制作出板槽尺寸不均勻的相位掩模板，當紫外光照射該掩模板后，級衍射光的強度沿著光纖方向呈現切趾函數分布，從而達到切趾的目的。該法實現起來比較簡單，但是切趾相位模板的制作難度很大，并且隨著切趾函數的不同而需要特別制作，成本很高，同時制作出的光柵平均折射率調制系數不是常數，會出現短波邊的振蕩效應。

紫外脈沖相干寫入法【參見Cortes?P?Y,?Q.,?et?al.,?Intrinsic?Apodisation?of?Bragg?Gratings?Written?Using?UV-Pulse?Interferometer[J].?Electron?Lett,?1998,?34(4)】對刻寫光源的相干性和反射鏡的掃描精度有很高的要求，并且光柵的中心波長要由刻寫光源的出射激光波長決定，只能刻寫高斯切趾的光纖光柵，應用起來具有很大的局限性。

共軛振幅模板掃描法【參見李栩輝，夏歷，劉晶雯等.惆啾和切趾函數可調的光纖光柵的掃描寫入法[J].半導體光電，2001.?22(1)】?對刻寫激光的相干性要求不高，可以制作出性能優良的切趾光柵，并且通過切趾和反切趾可以使光柵平均折射率調制系數是常數，但該法依然要對不同的切趾方式制作相應的共軛振幅模板，光柵的切趾質量嚴重依賴共軛振幅模板的加工精度，并且對掃描用移動平臺的精度要求很高。

可見，上述三種制作切趾光纖光柵的方法都受到切趾函數具體形式的制約，只能制作單一類型的切趾光纖光柵，不具有普適性。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明的目的在于提出了一種基于可編程空間光調制器的任意切趾光纖光柵的刻寫裝置和刻寫方法，該裝置記憶結構簡單、經濟實用、易于實現，有很好的可重復性和靈活性，當給定切趾函數和反切趾函數的具體形式以及作用時間后，光柵的切趾操作和反切趾操作可以由可編程空間光調制器自動完成，無需人工干預，并且制作的切趾光纖光柵性能優良，反射譜中的旁瓣得到很好的抑制。

本發明技術解決方案如下：

一種任意切趾光纖光柵刻寫裝置，特征是其構成包括：

激光器，在激光器輸出端放置矩形光闌，在該矩形光闌后依次放置可編程空間光調制器、柱面鏡和相位掩模板夾具，用螺母將相位掩模板固定在所述的相位掩模板夾具的卡槽里并使之保持水平，在該相位掩模板的后面安置2套光纖夾具，所述的相位掩模板夾具和2套光纖夾具分別固定在三個三維調整架上，通過三維調整架改變光纖和相位掩模板之間的水平距離，所述的可編程空間光調制器的驅動電路接函數發生器的輸出端，所述的激光器、矩形光闌、可編程空間光調制器、函數發生器、柱面鏡、相位掩模板夾具和三維調整架均安裝在同一防震平臺上；

所述的函數發生器通過GPIB接口與計算機相連，并利用其自帶的波形編輯軟件生成想要的切趾和反切趾電壓信號，以此電壓信號來控制所述的空間光調制器的驅動電路，實現空間光調制器的可編程工作；

ASE光源的輸出尾纖接光環形器的第一端口，待制作光柵的光纖一端接光環形器的第二端口，將待制作光柵的光纖的另一端和環形器的第三端口接入光譜儀，利用光譜儀對刻寫的光纖光柵的透射譜和反射譜分別進行監測。

所述的可編程空間光調制器由函數發生器產生的電壓信號控制其驅動電路，它含有許多獨立的像素，這些像素在空間排成一維或二維陣列，每個像素可以獨立接受電信號的控制并改變自身的光強透過率，從而實現曝光光束的空間強度調制，并且可編程空間光調制器要根據激光器出射激光的波段選用合適的晶體或者聚合物材料。