[發明專利]多芯帶狀光纖中多波長光柵同時刻寫的裝置及方法

有效

• 申請號: 201210516980.1
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN103048728A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 齊躍峰;畢衛紅;劉雪強;江鵬;高潔
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02;G03F7/20
• 代理公司: 石家莊一誠知識產權事務所 13116
• 代理人: 崔鳳英

技術領域

本發明涉及光纖光柵的制作裝置及方法，特別是在多芯帶狀光纖上刻寫不同波長光纖的裝置及方法。

背景技術

光纖光柵是一種重要的光學元件，在光通信和傳感領域有重要的作用。帶狀光纖連接簡單方便、光纖密度高，廣泛應用于光纖通信、光纖傳感領域。

目前相位掩模板法已被廣泛應用于制備光纖光柵，相位掩模板法操作簡單，所制光柵參數穩定性高。因為相位掩膜板周期是固定的，所以要制作不同中心波長的光柵需要采取一些措施，制作不同中心波長光柵廣泛使用的方法是預加應力改變光柵周期????????????????????????????????????????????????。

因為多芯帶狀光纖在制備過程中各光纖不可避免存在擠壓或旋轉，帶狀光纖整體封裝不利于對各個光纖實施精確應力控制；光纖排列緊密，逐根刻寫操作困難，且逐根刻寫會不可避免帶來系統誤差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種結構簡單、可在帶纖中多根光纖施加不同可控應力的多芯帶狀光纖中多波長光柵同時刻寫的裝置及方法。該方法基于紫外曝光掩模板法刻寫光柵，同時又通過精確控寫制光柵時施加的應力實現刻寫不同波長的光柵。

本發明的技術方案如下：

一、本發明的刻寫裝置，主要包括有：準分子激光器、相位掩模板、光敏帶纖、帶纖夾具、陣列光纖定位滑槽板和高精度砝碼。在準分子激光器的光路上由近及遠依次設有與光路垂直的相位掩模板和水平的光敏帶纖中間段。該光敏帶纖包括單模光纖、摻雜光纖、光子晶體光纖，其中間段為去除整體外包裝的裸光纖，該中間段兩側的光敏帶纖，其水平一側固定在帶纖夾具上，豎直的另一側為自由段。在上述相位掩模板與豎直光敏帶纖之間的裸光纖上設有陣列光纖定位滑槽板，該陣列光纖定位滑槽板上設有與裸光纖數目相同的一組v型槽，該v型槽為圓滑過渡的直角槽，它們不等高水平排列，該v型槽水平部分與位于其內的裸光纖在帶纖上的高度相同，并且一組v型槽水平部分之間的距離等于裸光纖在帶纖上彼此間的距離。在每個v型槽下面均設一個與滑槽板垂直相連的小圓柱，即導引柱，它們之間的距離大于光纖之間的距離，裸光纖繞過導引柱，使得在其上掛置砝碼和拉伸互不影響。在導柱下面的裸光纖上設有高精度砝碼，該高精度砝碼是由兩個半圓柱組成，該兩半圓柱相對的面分別鑲嵌有極性相反的兩塊磁鐵，最好該兩半圓柱的軸線處有v型槽，v型槽尺寸略小于光纖尺寸，使用過程中只需要將光纖放在兩個半圓柱之間v型槽內，合上即可。

二、本發明的刻寫方法

1、設置準分子激光器及相位掩模板。將帶狀光纖水平一側固定在帶纖夾具上，使帶狀光纖與準分子激光器及相位掩模板高度一致。

2、分離去除整體外包裝的中間段裸光纖，按高度分別置于陣列光纖定位滑槽板對應的v型槽中。調整陣列光纖定位滑槽板的位置，使各裸光纖均保持水平且與相位掩模板距離保持一致。

3、確定光纖光柵中心波長漂移量與懸掛砝碼質量的之間的線性關系，其中，為波長漂移量，為波長漂移系數，對于G.652標準單模光纖，為砝碼質量。根據波長需求確定對各光纖應掛置的砝碼質量；將高精度砝碼掛置于經過導引柱的裸光纖上，通過調整懸掛高精度砝碼的數量，調節懸掛重物質量，實現帶纖中各光纖拉伸量的不同。

4、刻寫時，準分子激光器輸出的紫外光經過相位掩模板對光敏帶纖曝光，實現同步刻寫不同中心波長的光柵。

該方法基于紫外曝光掩模板法刻寫光柵，能夠實現多根光纖的同時刻寫，并且所刻寫光柵的中心波長可靈活調整。在光纖光柵寫入過程中，如果在個光敏光纖上施加不同應力，則用同一塊掩模板可制作出不同中心波長的光纖光柵，且施加在光敏光纖上的應力與光纖光柵中心波長偏離值成正比。所以可通過精確控寫制光柵時施加的應力實現刻寫不同波長的光柵。

本發明與現有技術相比具有如下優點：

1、本發明的制備裝置結構簡單，易于實現；

2、通過帶纖一端安置在陣列光纖定位滑槽上，實現多根光纖不同中心波長光柵的同時刻寫；

3、通過對高精度砝碼中鑲嵌磁鐵的特殊設計，實現了操作的簡單便捷，且光纖受力均勻，不易造成損傷；

4、通過精確控制牽引在各光纖上的砝碼，實現各光纖光柵中心波長靈活可控，并減弱v型槽中光纖靜摩擦力的影響；

5、該系統制備的陣列光柵靈活性高、重復性好、操作簡捷、成本低，適用于帶狀光纖中多波長光柵的批量生產。

附圖說明

圖1為本發明刻寫裝置的立體示意簡圖；

圖2為本發明刻寫裝置局部立體示意簡圖。