[發明專利]一種基于光纖內部點陣結構的光纖器件

有效

• 申請號: 201510970178.3
• 申請日: 2015-12-22
• 公開（公告）號: CN105388559B
• 公開（公告）日: 2018-10-30
• 發明（設計）人: 舒學文;徐作為
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 李歡

本發明提出了一種新結構的具有波長選擇功能的光纖器件，所采用的光纖包括二氧化硅光纖，摻雜光纖，聚合物光纖或者其它類型的光纖。本發明通過改變光纖內部特定區域的折射率，構成點陣，點陣按照周期或者準周期排列即得到具有波長選擇功能的光纖器件。所述點陣可以按點陣線、點陣面方式排列，也可按多陣線、多陣面方式排列。通過改變構成該器件的點陣中各個點的排列方式，就可以對光纖器件的波長選擇性質進行調節和設計。本發明提出的光纖器件，能夠實現光纖反射鏡和光纖光柵類似的光波長選擇功能，而且制作更加方便、靈活、快捷，成本更為低廉，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于光纖器件技術領域，更具體地，本發明涉及一種基于在光纖內部制作點陣結構的光纖器件。

背景技術

在現代的光纖光學系統中，例如光纖激光器，光纖通信系統中很多場合都需要光波長選擇器件。光纖光學中常見的波長選擇器件有光學濾波器，光纖光柵，光纖反射鏡等。對于光學濾波器，大部分是基于光的干涉原理實現對特定波長的選擇。常見類型的光學濾波器往往制作復雜，精度要求高，損耗大，不易與光纖器件相結合。

光纖反射鏡也是一種應用廣泛的對光波進行波長選擇的器件。光纖反射鏡是通過鍍上對特定波長的光具有高反射率的膜系實現對光的波長進行選擇。對于光纖反射鏡，很難實現窄帶寬，高反射的波長選擇。此外，在光纖端面制作高反射鏡也對工藝要求很高。

光纖光柵是一種折射率沿光纖軸向呈周期或者準周期變化的一種光纖器件。光纖光柵不僅具有很好的波長選擇特性，經過適當設計的光纖光柵還具有特殊的色散特性。因此，除了對光的波長進行選擇以外，光纖光柵也被用作色散器件廣泛的應用在光纖通信系統中。除了良好的波長選擇特性和色散特性以外，光纖光柵的光譜響應還表現出對外界環境變化的敏感性，這使得光纖光柵在傳感領域也得到了廣泛的應用。在光纖光柵的制作過程中，相位掩模板法和光束干涉法是常用的方法。但是，根據相位掩模板法和光束干涉的原理，光纖光柵在制作過程中，很難實現對光柵區域中各個光柵周期的折射率改變量和周期進行任意設計。同時，光纖光柵的波長選擇特性也局限于沿光纖軸向折射率分布變化這個維度上面。

發明內容

為了設計滿足光纖光學中具有靈活的波長選擇特性的光纖器件，本發明中提出了一種基于光纖內部點陣結構的光纖器件，其特征在于，光纖器件內部有折射率不同于光纖的點形成的點陣，所述點陣按照周期或者準周期排列，所述的點是指通過改變光纖材料的折射率得到的折射率奇點。

進一步的，所述光纖內部點陣結構的光纖器件中，所述的點陣中各點的直徑和\或點與點之間的距離可以根據需要設定。

進一步的，所述光纖內部點陣結構的光纖器件中，所述的點是球體或其它體狀結構。

進一步的，所述光纖內部點陣結構的光纖器件中，所述的點能任意排列成點陣線或點陣面。

進一步的，所述光纖內部點陣結構的光纖器件，其具有一個及以上點陣線或點陣面，點陣線、點陣面之間的距離可以調整。

進一步的，所述光纖內部點陣結構的光纖器件中，所述點陣能缺失其中一個點構成一個具有點陣缺陷的光纖器件。

進一步的，所述光纖內部點陣結構的光纖器件中，所述點陣能缺失多個相鄰的部分點陣線，構成具有線缺陷的光纖器件。

進一步的，所述光纖內部點陣結構的光纖器件，其能缺失任意平面上的多個相鄰的局部點陣面，得到具有面缺陷的的光纖器件。

進一步的，所述光纖內部點陣結構的光纖器件中，所述的光纖是二氧化硅光纖、聚合物光纖或其它類型的光纖。由此可以適用于不同的應用場合

進一步的，所述光纖內部點陣結構的光纖器件中，所述的點是通過將飛秒激光器光束聚焦后，利用飛秒激光光束與光纖材料相互作用，從而形成折射率不同于光纖材料的點。