[發明專利]可控制波長的光纖光柵制作裝置

有效

• 申請號: 201210132266.2
• 申請日: 2012-05-03
• 公開（公告）號: CN102681086A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 宋志強;祁海峰;李淑娟;王昌
• 申請（專利權）人: 山東省科學院激光研究所
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 曲志波

技術領域

本發明屬于光纖光柵制作技術領域，具體涉及一種可以在光纖光柵制作過程中，通過測量并調節光纖在被拉直狀態下所承受的拉力，從而精確控制光柵波長的光纖光柵制作裝置。

背景技術

光纖光柵具有光濾波器和反射鏡的功能，在光纖通信系統和光纖傳感系統中都是不可或缺的重要器件。自光纖光柵問世以來，人們已提出了多種光纖光柵制作方法，如駐波干涉法、逐點曝光法、全息曝光法和相位掩膜板法等，刻寫各種波長和光譜形狀的光纖光柵成為現實。在光纖光柵的制作過程中，往往需要先將光敏光纖用固定裝置拉直，再由紫外激光曝光刻寫。當將光纖拉直固定時，不可避免的會施加一定的拉力，由于光纖材料對應力的敏感特性，當曝光結束釋放光纖上的拉力后，光柵波長會向短波長漂移，并且固定光纖的拉力越大，光柵波長漂移量越大。因此，在批量制作光纖光柵時，固定光纖的拉力的一致性會影響光柵波長的一致性。在目前的生產工藝中，需通過人工操作固定光纖，但僅憑借經驗無法保證每次放置光纖時的拉力相同，這導致無法精確的控制同批光柵的波長一致，需要對拉力進行測量和調節。另外，相位掩膜板的使用使得光纖光柵的大批量制作成為可能，但每只相位掩膜板有固定的周期，只能制作相應周期的光纖光柵，而實際上可以利用拉力對波長的影響，制作具有不同波長的光柵，但這同樣需要對固定光纖的拉力進行精確的測量和調節。常規的光纖光柵制作裝置，主要包括紫外光、位置可調的相位掩膜板和一組位置可調的光纖夾持固定裝置構成。

發明內容

本發明的目的在于克服目前光纖光柵制作工藝中的不足之處，提供一種能夠通過精確控制光纖的拉力大小，既可保證制作的光纖光柵波長的一致性，又可實現單只相位掩膜板制作多種波長的光纖光柵的制作裝置。

一種可控制波長的光纖光柵制作裝置，其特征是它包括間隔固定在光學平臺上的水平位移臺和升降臺，在水平位移臺上設置有S形拉力傳感器及與之電連接的拉力計，S形拉力傳感器一端與水平位移臺通過螺絲固定連接，其余部分與水平位移臺不接觸，在S形拉力傳感器另一端固定有第一光纖夾持器；在升降臺上設置有與第一光纖夾持器適配的第二光纖夾持器。相位掩膜板通過多維可調底座設置在水平位移臺和升降臺之間。

本方案的具體特點還有，所述光纖夾持器為磁性夾持器，它帶有放置光纖的V型槽，通過磁鐵的吸合產生壓力夾持光纖，其對光纖的夾持力大于裸光纖的最大抗拉力，至少大于5牛頓；

所述S形拉力傳感器具有“S”形的結構，采用自重輕、硬度高的鋁合金材質，其中部貼有惠斯頓電橋作為應變敏感元件，兩端可分別連接固定水平位移臺和光纖夾持器，當其兩端受到反向的拉力時，惠斯頓電橋受到應力會產生相應的電信號，解調電路連接在惠斯頓電橋上作為拉力傳感器的拉力計。

所述水平位移臺包括第一底座、設置于第一底座上且可沿第一底座平移的移動座、在第一底座和移動座之間設置有水平布置的第一調節螺桿和第一復位彈簧，第一調節螺桿和第一復位彈簧用來控制移動座相對于第一底座的位置。

所述升降臺包括第二底座、設置于第二底座上的豎直導軌和升降座、升降座沿豎直導軌上下滑動，在升降座和第二底座之間設置有豎直布置的第二調節螺桿和第二復位彈簧，第二調節螺桿和第二復位彈簧用來控制升降座的位置。

相位掩膜板設置在兩光纖夾持器之間，固定在六維可調的底座上，掩膜區高度與紫外光和光纖一致；所述相位掩膜板為具有一定周期的均勻相位掩膜板，紫外光通過相位掩膜板后對光敏光纖曝光，制作相應周期的光纖光柵。

制作光柵時，先用兩個光纖夾持器將光纖拉直固定，光纖所受到的拉力會由一端的光纖夾持器傳遞到S形拉力傳感器的惠斯頓電橋應變敏感元件上，并通過拉力計解調顯示拉力大小。通過調節一維位移臺的測微頭旋進或旋出，可使光纖和拉力傳感器上的拉力同步的變小或變大，產生調節拉力大小的效果。

本發明的有益效果是，制作光纖光柵時，將光纖由兩個光纖夾持器拉直固定，升降臺用來調節光纖軸的方向與S形拉力傳感器的測力方向的一致，水平位移臺用來調節光纖上的拉力大小，紫外光通過相位掩膜板后對光纖曝光刻寫光纖光柵。在批量制作光纖光柵時，每次曝光前先將光纖上的拉力調節為相同的大小，能夠提高制作光纖光柵的波長一致性，而若在曝光前施加不同的拉力，可以制作出不同波長的光纖光柵，增大相位掩膜板的波長覆蓋范圍，提高設備的使用效率。

附圖說明

圖1是可控制波長的光纖光柵制作裝置的結構示意圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3是本發明在提高批量制作光柵波長一致性的有益效果圖；圖4是本發明在使用單只相位掩膜板實現制作不同波長光柵的有益效果。