[發明專利]一種啁啾光纖光柵的制作方法

有效

• 申請號: 201310670826.4
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN103616742A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 李智忠;施聞明;王易川;程玉勝
• 申請（專利權）人: 李智忠
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02
• 代理公司: 青島海昊知識產權事務所有限公司 37201
• 代理人: 張中南

技術領域

本發明屬于光纖光柵制作技術領域，具體涉及一種啁啾光纖光柵的制作方法。

背景技術

啁啾光纖光柵是一種重要的光纖光學器元器件。啁啾光纖光柵的柵格周期或有效折射率是不均勻的，導致沿光柵長度的不同點處反射波長不同，可用于實現色散補償，因此啁啾光纖光柵在光纖通信和光纖光學設備中具有廣泛的應用。

啁啾光纖光柵一般通過兩類方法制作原理：第一類，采用不均勻的光柵周期，即光纖光柵的柵格周期隨長度變化；第二類，采用不均勻的有效折射率，即光纖光柵的柵格周期是均勻的，但柵格周期內的波導介質的有效折射率調制深度隨長度變化。目前的啁啾光纖光柵制作方法有：二次曝光法、彎曲法、光纖傾斜法、錐型光纖縱向應力法、錐型纖芯法、溫度梯度法、復合啁啾光柵法等。然而對于啁啾光纖光柵而言，這些制作方法復雜，制作工藝繁難。另外，通常啁啾光纖光柵在制作過程中需要去除光纖包層，導致制作完畢的啁啾光纖光柵在柵格區域存在裸纖，造成在實際使用過程中易碎，使用非常不便，所有這些問題都是限制啁啾光纖光柵發展和應用必須要面對的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新穎的啁啾光纖光柵的制作方法，以克服已有技術的不足。

本發明考慮到均勻周期光纖光柵的制作方法和工藝較為成熟，且成本低廉，因此利用成熟的均勻周期光纖光柵的制作方法和工藝制作出均勻周期光纖光柵之后，再通過聚合物封裝均勻光纖光柵，以有效保護裸纖區域，同時在聚合物封裝過程中，通過控制封裝工藝使得聚合物內部產生沿軸向變化的非均勻應力分布，該非均勻應力施加于均勻周期光纖光柵時，既產生軸向非均勻周期分布的應變，同時又產生非均勻周期分布的等效折射率，從而實現了啁啾光纖光柵的制作成功。由于該啁啾光纖光柵不存在裸纖，這為啁啾光纖光柵的實用化應用提供了極大便利。

本發明的技術方案包括以下步驟：

步驟1：將已有的柵格區裸纖長度為L的均勻周期光纖光柵（1）與光纖耦合器（10）、寬帶光源（12）和光譜儀（11）相連接，并測量該光纖光柵（1）在自由伸直狀態下的反射譜中心波長數值W；

步驟2：根據裸纖長度L，用金屬鋁制作一個長度為1.5L、內徑為10～15mm的筒狀體模具（3）,又在筒狀體模具（3）兩端配設中心有通孔的活動平板（4）；并用金屬鋁制作一個長度為4L、寬為80～100mm的固定平板（5），將筒狀體模具（3）固定于固定平板（5）上；

步驟3:將步驟1所述光纖光柵（1）穿過活動平板（4）的中心通孔，并位于筒狀體模具（3）的軸中心線，且光纖光柵（1）一端通過光纖固定夾具（6）固定于固定平板（5），光纖光柵（1）另一端通過螺旋測微計（7）固定于固定平板（5）上；

步驟4：調節所述螺旋測微計（7）向兩側拉動光纖光柵（1）以對其施加張力，并以光譜儀（11）實時監測光纖光柵（1）的反射峰中心波長；當光譜儀（11）檢測到反射峰中心波長數值比步驟1所述W數值大10-4時，螺旋測微計（7）停止拉伸，然后通過光纖固定夾具（13）固定拉伸后的光纖，而后移走螺旋測微計（7）；

步驟5：將聚合物與相應的固化劑按比例10：1配膠并加熱到熔融狀態，并在加熱過程中攪拌均勻排除氣泡；而后將所述熔融狀態的聚合物緩慢倒入上述筒狀體模具（3）中，至完全充滿模具；

步驟6：將固定平板（5）放入溫箱中進行80-100度的高溫固化，高溫固化時間為1-2小時；高溫固化結束后從溫箱中取出固定平板（5），將光纖固定夾具（6）移走，放在室溫下固化，室溫固化時間為1-2小時；

步驟7：將固定平板（5）放入溫箱中進行50-60度的低溫老化，老化時間在10-15小時，低溫老化結束后取出固定平板（5），斷開光纖焊接點9，移走光纖固定夾具（13），開模并取出封裝后的光纖光柵（1），即得到了啁啾光纖光柵。

所述步驟1的均勻周期光纖光柵（1）為光纖布拉格光柵。

所述步驟5的所述聚合物為環氧聚氨酯，所述的固化劑是異氰酸酯固化劑。

所述步驟3和4的光纖固定夾具（6）、光纖固定夾具（13）和和螺旋測微計（7）與固定平臺（5）之間固定連接。

上述步驟5至7過程中，光譜儀（11）和寬帶光源（12）加電工作，實時監測光纖光柵（1）的反射峰數據，以確保封裝過程中光纖光柵反射譜線正常，防止光纖光柵意外受力斷裂。