[發(fā)明專利]制作多波長(zhǎng)體布拉格光柵的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410405773.8
• 申請(qǐng)日: 2014-08-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104133267A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張小富;陳臻懿;林安英;張玉珂;謝仕永;張帆;商海慶;安俊明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 林安英;陳臻懿
• 主分類號(hào): G02B6/02
• 分類號(hào): G02B6/02;G03F7/00
• 代理公司: 無(wú)
• 代理人: 無(wú)

1.制作多波長(zhǎng)體布拉格光柵(VBG)的方法，該方法包括：一光源組件用于對(duì)感光介質(zhì)進(jìn)行曝光，一感光介質(zhì)用于記錄VBG，一棱鏡與感光介質(zhì)表面接觸形成連續(xù)光路，輔助的光學(xué)板或感光介質(zhì)本身將入射的記錄光反射形成駐波光強(qiáng)分布，周期曝光的感光介質(zhì)經(jīng)熱處理與切割，最終獲得多波長(zhǎng)VBG的個(gè)體單元；其特征在于：

所述的多波長(zhǎng)VBG的制作方法是通過(guò)調(diào)諧激光源的波長(zhǎng)或旋轉(zhuǎn)激光反射元件改變記錄光的入射角度實(shí)現(xiàn)被記錄的VBG工作波長(zhǎng)在很寬的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)諧；所述的調(diào)諧激光源的波長(zhǎng)可以通過(guò)軟件控制或手動(dòng)調(diào)節(jié)激光器元件實(shí)現(xiàn)；所述的旋轉(zhuǎn)激光反射元件改變記錄光的入射角度可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)精密光學(xué)平移臺(tái)實(shí)現(xiàn)；

所述的駐波光強(qiáng)周期條紋平行于感光介質(zhì)的工作表面，使記錄的VBG通光孔徑不受感光介質(zhì)吸收或其他性能的限制；

所述的駐波只需一束記錄光入射到記錄組件即可與反射光干涉形成，大大簡(jiǎn)化了記錄裝置，從而有利于VBG的大量高效制作；

所述的棱鏡采用梯形設(shè)計(jì)有利于裝夾工具對(duì)其固定，保證了記錄組件在VBG記錄過(guò)程中非常好的穩(wěn)定性；

所述的感光介質(zhì)記錄表面的正交面不需要拋光，大大降低了生產(chǎn)成本。

2.按權(quán)利要求1所述的制作多波長(zhǎng)VBG的方法，其特征在于，所述光源組件包括激光源、上游反射鏡、擴(kuò)束系統(tǒng)和下游反射鏡；所述的激光源可以為固定波長(zhǎng)紫外激光器或波長(zhǎng)可調(diào)諧紫外激光器；所述的固定波長(zhǎng)紫外激光器為發(fā)射激光波長(zhǎng)在250nm-350nm之間的激光器；所述的波長(zhǎng)可調(diào)諧紫外激光器為波長(zhǎng)可在250nm-350nm之間調(diào)諧的激光器；所述的上游反射鏡為鍍記錄波長(zhǎng)高反膜的一個(gè)或多個(gè)平鏡，將記錄光反射至擴(kuò)束系統(tǒng)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器改變其對(duì)記錄光的反射角度可以控制激光器與記錄介質(zhì)的距離；所述的擴(kuò)束系統(tǒng)由兩個(gè)或多個(gè)具有一定曲率的鍍有對(duì)記錄光高反或增透膜的鏡片構(gòu)成，將記錄光束擴(kuò)展到需要的尺寸以實(shí)現(xiàn)對(duì)記錄介質(zhì)進(jìn)行均勻曝光；所述的下游反射鏡為鍍記錄波長(zhǎng)高反膜的一個(gè)或多個(gè)平鏡，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器旋轉(zhuǎn)其角度可以改變?nèi)肷渲劣涗浗橘|(zhì)的記錄光角度。

3.按權(quán)利要求1所述的制作多波長(zhǎng)VBG的方法，其特征在于，所述的感光介質(zhì)采用片狀或塊狀光熱折變(PTR)玻璃，以SiO₂-Na₂O-Al₂O₃-ZnO為主成分，摻入Ag、Ce和氟化物、溴化物等，對(duì)紫外光的吸收范圍為250nm-350nm，其一面與權(quán)利要求1所述的梯形棱鏡一表面使用折射率匹配液體或光學(xué)直接接觸，形成一個(gè)連續(xù)光路，中間沒(méi)有空氣進(jìn)入。

4.按權(quán)利要求1所述的制作多波長(zhǎng)VBG的方法，其特征在于，所述的梯形棱鏡是由對(duì)記錄波長(zhǎng)透明的材料制成，且具有與感光介質(zhì)相同的折射率；所述的梯形棱鏡至少有三個(gè)平面，其中至少記錄光入射面光學(xué)拋光，并鍍對(duì)記錄光的增透膜。

5.按權(quán)利要求1所述的制作多波長(zhǎng)VBG的方法，其特征在于，所述的一光源組件用于對(duì)感光介質(zhì)進(jìn)行曝光具體為光源組件發(fā)射的記錄光經(jīng)權(quán)利要求4所述的光學(xué)拋光面入射至梯形棱鏡，穿過(guò)梯形棱鏡后經(jīng)過(guò)梯形棱鏡與感光介質(zhì)的接觸面連續(xù)入射至感光介質(zhì)。

6.按權(quán)利要求1所述的制作多波長(zhǎng)VBG的方法，其特征在于，所述的輔助的光學(xué)板或感光介質(zhì)本身將入射的記錄光反射形成駐波光強(qiáng)分布可以為通過(guò)輔助光學(xué)板鍍膜將記錄光反射；所述的輔助光學(xué)板一面鍍有對(duì)記錄光高反膜，鍍膜面與權(quán)利要求3所述的感光介質(zhì)一表面使用折射率匹配液體或光學(xué)直接接觸，形成一個(gè)連續(xù)光路，中間沒(méi)有空氣進(jìn)入。

7.按權(quán)利要求1所述的制作多波長(zhǎng)VBG的方法，其特征在于，所述的輔助的光學(xué)板或感光介質(zhì)本身將入射的記錄光反射形成駐波光強(qiáng)分布可以為通過(guò)感光介質(zhì)PTR玻璃的外表面將入射的記錄光全內(nèi)反射；所述的PTR玻璃外表面光學(xué)拋光，在滿足一定入射角的條件下對(duì)記錄光全內(nèi)反射。

8.按權(quán)利要求1所述的制作多波長(zhǎng)VBG的方法，其特征在于，所述的熱處理為對(duì)曝光后的PTR玻璃在溫度為450～500℃與高溫500～550℃下進(jìn)行的“兩步法”工藝熱處理。

9.按權(quán)利要求1所述的制作多波長(zhǎng)VBG的方法，其特征在于，所述的對(duì)VBG切割是通過(guò)切割刀沿垂直于光柵條紋的方向?qū)BG原件進(jìn)行切割，最終獲得一個(gè)或多個(gè)多波長(zhǎng)VBG的矩形個(gè)體單元。