[發明專利]一種相移可調的光纖布拉格光柵器件及其制作方法

無效

• 申請號: 201310566016.4
• 申請日: 2013-11-13
• 公開（公告）號: CN103605179A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 廖常銳;王義平
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02;G02B6/255
• 代理公司: 深圳市恒申知識產權事務所(普通合伙) 44312
• 代理人: 陳健

技術領域

本發明屬于光柵技術領域，尤其涉及一種相移可調的光纖布拉格光柵器件及其制作方法。

背景技術

現有技術中相移光纖光柵器件存在各種問題，比如：相移量不可調、使用的器件昂貴、相移量大小很難精確控制、產生的光纖布拉格光柵不穩定等。以下列舉幾種常見的產生光纖布拉格光柵的方法。

相移相位掩模板法：紫外激光通過特殊定制的相移相位掩模板形成含有相移成份的干涉條紋，從而在光纖上直接刻寫相移光纖布拉格光柵。這種方法的缺點是需要特殊定制昂貴的相移掩模板，并且相移量大小不可調節。

橫向全息兩次曝光法：首先借助均勻周期的相位掩模板對光纖進行第一次曝光，之后通過改變入射激光波長、移動光纖前后方位或者對光纖施加應變，對光纖進行第二次曝光，兩次加工得到光柵周期略有不同，從而形成相移機制。這種方法的缺點是很難精確控制引入的相移量的大小。

移動光纖法：通過移動光纖或者相位掩模板的方法來改變光纖光柵的折射率分布，這種方法的缺點是對制造系統的硬件控制機構的精度要求較高，同時還要有完善、復雜的軟件程序系統做保證。

激光后處理法：通過均勻周期的相位掩模板寫入光柵后，對其中一小段光柵用紫外激光或者二氧化碳激光再次進行照射，使這部分光纖的折射率進一步發生變化，直至形成所需的相移量。這種方法的缺點是激光后處理不僅改變了兩段光柵之間的相位，而且導致局部的有效折射率的增加，從而引起整個光柵的諧振波長紅移。

外部擾動調制法：通過對均勻周期光纖光柵的局部施加壓力或者加溫，從而得到相移光纖光柵。這種方法的缺點是當外界擾動消失時，相移機制也會消逝。

因此，現有技術存在缺陷，需要改進。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種相移可調的光纖布拉格光柵器件，旨在解決現有技術產生的光纖布拉格光柵的相移量不穩定且不可調節的問題。

本發明是這樣實現的，一種相移可調的光纖布拉格光柵器件，包括纖芯和包層，所述纖芯上形成有非相移的光纖布拉格光柵，所述纖芯上具有一可填充流體介質的腔體，所述腔體將所述光纖布拉格光柵分為兩部分，且腔體具有與外部連通的通道。

所述的光纖布拉格光柵器件，其中，所述腔體為球形腔體。

所述的光纖布拉格光柵器件，其中，所述通道為兩個通道，分別連通所述腔體。

本發明還提供一種相移可調的光纖布拉格光柵器件的制作方法，包括以下步驟：

步驟1：通過非相移的相位模板在光纖的纖芯上刻寫出非相移的光纖布拉格光柵；

步驟2：沿著光纖布拉格光柵將光纖切斷成兩部分，在其中一根斷光纖的端面中心燒蝕出一小孔，然后將帶有小孔的光纖端面和另一根斷光纖的端面進行放電熔接，在光纖內部形成一個封閉的球形腔體；

步驟3：從形成有封閉的球形腔體的光纖的上下表面依次加工出兩通道，所述兩通道與所述球形腔體相連，使所述球形腔體與外界連通。

所述的相移可調的光纖布拉格光柵器件的制作方法，其中，所述步驟3后還包括：將光纖布拉格光柵器件浸沒在流體介質中，所述流體介質完全填滿球形腔體即可獲得穩定的相移光纖布拉格光柵；更換球形腔體中不同折射率的流體介質能準確地調節光柵的相移量。

所述的相移可調的光纖布拉格光柵器件的制作方法，其中，所述步驟1中使用波長為193nm準分子激光進行刻寫所述光纖布拉格光柵。

所述的相移可調的光纖布拉格光柵器件的制作方法，其中，所述步驟2中使用光纖切割刀在光纖布拉格光柵的中心位置進行切割光纖。

所述的相移可調的光纖布拉格光柵器件的制作方法，其中，所述步驟3中的通道使用飛秒激光微加工技術進行加工。

所述的相移可調的光纖布拉格光柵器件的制作方法，其中，所述小孔為直徑小于10微米、深度小于10微米的小孔。

所述的相移可調的光纖布拉格光柵器件的制作方法，其中，所述光纖熔接機進行放電熔接的放電電流為16.3mA、放電時間為2s。

本發明與現有技術相比，有益效果在于：通過改變腔體中填充的不同折射率值的介質從而調節光柵的相移量，所得到的相移量不僅可以線性調節，還可以穩定地保持，且克服了相移相位掩模板法的高成本和靈活性差的缺點。

附圖說明

圖1是相移可調的光纖布拉格光柵器件的結構示意圖；

圖2是無相移光纖布拉格光柵的光譜圖；

圖3是采用光纖布拉格光柵器件獲得的相移光纖布拉格光柵的光譜圖；

圖4是本發明所述的光纖布拉格光柵器件在光學顯微鏡下獲取的圖；