[發(fā)明專利]一種光纖光柵中心波長和溫度系數(shù)可調的封裝方法及裝置

有效

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• 申請日: 2012-05-16
• 公開（公告）號: CN102636838A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設計）人: 張業(yè)斌;張小平;柴伊琦
• 申請（專利權）人: 杭州聯(lián)光電子有限公司
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02
• 代理公司: 杭州新源專利事務所(普通合伙) 33234
• 代理人: 李大剛

技術領域

本發(fā)明涉及一種光纖光柵中心波長和溫度系數(shù)可調的封裝方法及裝置，屬于光纖通信系統(tǒng)和光纖傳感技術領域。

背景技術

光纖光柵作為一種全光纖型無源器件普遍應用在光纖傳感領域和光纖通信系統(tǒng)中。它通過將光纖放在紫外光的干涉條紋下曝光，使得光纖纖芯沿軸向產(chǎn)生永久性的周期性的折射率分布，從而形成具有波長選擇性的反射型無源光器件。

在實際應用過程中，隨著外界溫度的變化，光纖光柵的有效折射率和光柵周期會發(fā)生相應的變化，由于光纖光柵的中心波長與其有效折射率和光柵周期有關，從而導致其中心波長也會發(fā)生相應的漂移，漂移量約為10pm/℃。這在光纖傳感領域和光通信系統(tǒng)中，特別是在密集波分復用系統(tǒng)中是無法接受的，嚴重限制了光纖光柵的實際應用。因此對光纖光柵進行溫度補償封裝是十分必要的,對光纖光柵的溫度系數(shù)的要求是十分嚴格的。

現(xiàn)有中國專利02278787.9公開了一種光纖光柵溫度補償裝置，具體采用兩種熱膨脹系數(shù)不同材料構成的元件通過嵌套結構連接在一起，包括內襯套、襯套和外襯套。內襯套，外襯套由熱膨脹系數(shù)很小的材料構成，襯套由熱膨脹系數(shù)較大的材料構成，其內襯套嵌套在襯套中，襯套在嵌套在外襯套中。光纖光柵在沿其軸向方向施加一定預應力后其兩端分別固定在內襯套和外襯套上，當外界溫度變化時，由于不同材料構成的襯套的膨脹或收縮量不同而導致施加在光纖光柵上的預應力發(fā)生變化，從而補償由于溫度變化所引起的光纖光柵中心波長的變化。該專利提供了一種結構簡單、緊湊的光纖光柵封裝方案，其存在缺點有：封裝后，無法對封裝效果進行調節(jié)，往往需要多次重復封裝才能達到所需的溫度系數(shù)要求，同時光纖光柵中心波長無法調節(jié)。

現(xiàn)有中國專利200920319233.2公開了一種光纖光柵無源溫度補償封裝結構，其包括內襯套、外襯套和底座，內襯套嵌套在底座內，并與外襯套緊密接觸，外襯套嵌套在內襯套與底座之間，外襯套與底座之間留有間隙，光纖光柵的兩端通過環(huán)氧膠分別固定在內襯套和底座上面。在底座的底部或側部開有螺紋孔，調節(jié)螺釘穿過螺紋孔頂在外襯套的底部或側部，使其發(fā)生豎向或側向的位移，從而實現(xiàn)光纖光柵中心波長的調節(jié)。其缺點有：無法實現(xiàn)封裝光柵的溫度系數(shù)的調節(jié)，且在調節(jié)光纖光柵中心波長的同時，由于外襯套發(fā)生偏移，不是沿軸向方向；因此當外界溫度變化時，其沿軸向的膨脹或收縮分量將發(fā)生改變，從而導致溫度補償?shù)姆庋b效果也會發(fā)生改變。

現(xiàn)有中國專利200710178617.2公開了一種波長可調的光纖光柵溫度補償裝置，包括溫度補償機構和光纖有效長度調節(jié)機構，其光纖有效長度調節(jié)機構固定于溫度補償機構，該調節(jié)機構包括設于任意固定連接點與光纖光柵間的浮動調節(jié)塊，光纖繞過浮動調節(jié)塊接觸區(qū)域構成浮動連接點，通過調節(jié)浮動調節(jié)塊的位置可以調節(jié)固定連接點之間包含光纖光柵的光纖的長度，從而實現(xiàn)光纖光柵的中心波長進行調節(jié)。其缺點有：光纖彎曲纏繞在浮動調節(jié)塊上，這限制了浮動調節(jié)塊必須具有較大的彎曲半徑，以防止光纖彎曲后折斷，導致該裝置的尺寸較大。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于，提供一種光纖光柵中心波長和溫度系數(shù)同時可調的封裝方法及裝置。它可以對光纖光柵進行溫度補償封裝，并可對封裝后的光纖光柵的溫度系數(shù)進行調節(jié)，并可以在一定范圍內調節(jié)光纖光柵的中心波長，同時結構簡單，體積小，成本低。

本發(fā)明的技術方案：一種光纖光柵中心波長和溫度系數(shù)可調的封裝方法，其特點是：在一個中段有空腔的套管兩端通過螺紋結構分別連接兩個低熱膨脹系數(shù)和高熱膨脹系數(shù)的轉接桿，轉接桿部分凸進套管的空腔，光纖光柵的兩個尾纖分別固定在兩端的轉接桿上，兩個轉接桿作為補償元件隨溫度的變化改變光纖光柵尾部兩個固定點的位置，進而改變了施加在光纖光柵上的預應力，從而實現(xiàn)溫度補償，在封裝完成后，可通過調節(jié)兩個轉接桿凸進套管內部空腔的長度可實現(xiàn)對光纖光柵的溫度系數(shù)的調節(jié)。

上述的光纖光柵中心波長和溫度系數(shù)可調的封裝方法中，所述調節(jié)兩個轉接桿凸進套管內部空腔的長度的方法為，在裝配底座上對兩個轉接桿和套管進行固定后，松開鎖緊螺母，再松開對套管的固定，旋轉或滑動套管，使套管向左側或右側移動，調節(jié)完后再分別用鎖緊螺母進行固定。

前述的光纖光柵中心波長和溫度系數(shù)可調的封裝方法中，所述鎖緊螺母設置在兩個轉接桿的套管外側部分上，在鎖緊螺母已經(jīng)鎖定的前提下，繼續(xù)擰緊或旋松鎖緊螺母實現(xiàn)光纖光柵中心波長的微調。