[發(fā)明專利]一種啁啾光纖光柵的制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310670826.4
• 申請(qǐng)日: 2013-12-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103616742A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李智忠;施聞明;王易川;程玉勝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 李智忠
• 主分類號(hào): G02B6/02
• 分類號(hào): G02B6/02
• 代理公司: 青島海昊知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所有限公司 37201
• 代理人: 張中南

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光纖光柵制作技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種啁啾光纖光柵的制作方法。

背景技術(shù)

啁啾光纖光柵是一種重要的光纖光學(xué)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(dǎo)致沿光柵長(zhǎng)度的不同點(diǎn)處反射波長(zhǎng)不同，可用于實(shí)現(xiàn)色散補(bǔ)償，因此啁啾光纖光柵在光纖通信和光纖光學(xué)設(shè)備中具有廣泛的應(yīng)用。

啁啾光纖光柵一般通過(guò)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(zhǎng)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(nèi)的波導(dǎo)介質(zhì)的有效折射率調(diào)制深度隨長(zhǎng)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(yīng)力法、錐型纖芯法、溫度梯度法、復(fù)合啁啾光柵法等。然而對(duì)于啁啾光纖光柵而言，這些制作方法復(fù)雜，制作工藝繁難。另外，通常啁啾光纖光柵在制作過(guò)程中需要去除光纖包層，導(dǎo)致制作完畢的啁啾光纖光柵在柵格區(qū)域存在裸纖，造成在實(shí)際使用過(guò)程中易碎，使用非常不便，所有這些問(wèn)題都是限制啁啾光纖光柵發(fā)展和應(yīng)用必須要面對(duì)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)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(shù)的不足。

本發(fā)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(guò)聚合物封裝均勻光纖光柵，以有效保護(hù)裸纖區(qū)域，同時(shí)在聚合物封裝過(guò)程中，通過(guò)控制封裝工藝使得聚合物內(nèi)部產(chǎn)生沿軸向變化的非均勻應(yīng)力分布，該非均勻應(yīng)力施加于均勻周期光纖光柵時(shí)，既產(chǎn)生軸向非均勻周期分布的應(yīng)變，同時(shí)又產(chǎn)生非均勻周期分布的等效折射率，從而實(shí)現(xiàn)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(shí)用化應(yīng)用提供了極大便利。

本發(fā)明的技術(shù)方案包括以下步驟：

步驟1：將已有的柵格區(qū)裸纖長(zhǎng)度為L(zhǎng)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(cè)量該光纖光柵（1）在自由伸直狀態(tài)下的反射譜中心波長(zhǎng)數(shù)值W；

步驟2：根據(jù)裸纖長(zhǎng)度L，用金屬鋁制作一個(gè)長(zhǎng)度為1.5L、內(nèi)徑為10～15mm的筒狀體模具（3）,又在筒狀體模具（3）兩端配設(shè)中心有通孔的活動(dòng)平板（4）；并用金屬鋁制作一個(gè)長(zhǎng)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(guò)活動(dòng)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(guò)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(guò)螺旋測(cè)微計(jì)（7）固定于固定平板（5）上；

步驟4：調(diào)節(jié)所述螺旋測(cè)微計(jì)（7）向兩側(cè)拉動(dòng)光纖光柵（1）以對(duì)其施加張力，并以光譜儀（11）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光纖光柵（1）的反射峰中心波長(zhǎng)；當(dāng)光譜儀（11）檢測(cè)到反射峰中心波長(zhǎng)數(shù)值比步驟1所述W數(shù)值大10-4時(shí)，螺旋測(cè)微計(jì)（7）停止拉伸，然后通過(guò)光纖固定夾具（13）固定拉伸后的光纖，而后移走螺旋測(cè)微計(jì)（7）；

步驟5：將聚合物與相應(yīng)的固化劑按比例10：1配膠并加熱到熔融狀態(tài)，并在加熱過(guò)程中攪拌均勻排除氣泡；而后將所述熔融狀態(tài)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(jìn)行80-100度的高溫固化，高溫固化時(shí)間為1-2小時(shí)；高溫固化結(jié)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(shí)間為1-2小時(shí)；

步驟7：將固定平板（5）放入溫箱中進(jìn)行50-60度的低溫老化，老化時(shí)間在10-15小時(shí)，低溫老化結(jié)束后取出固定平板（5），斷開(kāi)光纖焊接點(diǎn)9，移走光纖固定夾具（13），開(kāi)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(huán)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(cè)微計(jì)（7）與固定平臺(tái)（5）之間固定連接。

上述步驟5至7過(guò)程中，光譜儀（11）和寬帶光源（12）加電工作，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光纖光柵（1）的反射峰數(shù)據(jù)，以確保封裝過(guò)程中光纖光柵反射譜線正常，防止光纖光柵意外受力斷裂。