[實用新型]基于電弧放電的長周期光纖光柵的制備裝置

有效

• 申請號: 201520282252.8
• 申請日: 2015-05-04
• 公開（公告）號: CN204613441U
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 尹國路;王義平;廖常銳
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02
• 代理公司: 深圳市恒申知識產權事務所(普通合伙) 44312
• 代理人: 王利彬

技術領域

本實用新型涉及光纖光柵技術領域，尤其涉及一種基于電弧放電的長周期光纖光柵的制備裝置。

背景技術

長周期光纖光柵指的是光柵周期在幾十微米到幾厘米范圍內的光纖光柵。它已經被廣泛應用于光纖通信、光纖傳感、光信號處理等領域。目前制備長周期光纖光柵的方法主要包括紫外激光曝光、二氧化碳激光曝光、飛秒激光曝光、電弧放電法、機械壓痕法、化學腐蝕法等。紫外激光法最早被用于長周期光纖光柵制備。該方法僅適用于具有光敏特性的光纖，并且需要不同周期的強度掩模板才能制作不同光柵周期的長周期光纖光柵。基于二氧化碳激光或飛秒激光逐點刻寫長周期光纖光柵的方法具有精度高、重復性好等優勢，但是所需的激光器價格昂貴。機械微彎法利用機械壓力和周期性鋸齒槽沿光纖軸向形成周期性微彎形變。該方法通過改變光纖的機械壓力大小可較為方便地調節長周期光纖光柵的諧振峰深度，然而該方法制備的長周期光纖光柵不能永久保持光譜特性，當撤去機械壓力后，光纖軸向不再形成周期性微彎，長周期光纖光柵也隨之消失。化學腐蝕法利用氫氟酸周期性腐蝕光纖形成周期性的環槽結構。該方法不需要激光曝光，利用氫氟酸可腐蝕包層和纖芯。但是這種光柵存在物理損傷，機械強度比較弱。

電弧放電法是另外一種長周期光纖光柵制備方法，它利用電極沿光纖軸向進行周期性局部放電加熱，使纖芯和包層的有效折射率產生周期性的變化，從而制成長周期光纖光柵。傳統的基于電弧放電的長周期光纖光柵制造技術需要一臺包含放電電極的光纖熔接機，一個水平移動平臺，一個置于水平移動平臺上的夾具，一個定滑輪和一個重物。光纖一端固定在水平移動品臺上方的夾具中，另一端依次經過光纖熔接機的V型槽和定滑輪固定在重物上。光纖熔接機主要用于提供一對電極，控制放電的電流和時間；水平移動臺用于控制光柵周期；重物使光纖處于拉直狀態。熔接機的電極對光纖放電后，水平移動平臺使光纖移動一個周期，之后熔接機的電極再次放電，如此重復上述操作多次，最終形成長周期光纖光柵。該電弧放電技術存在以下不足：

1、傳統電弧放電技術所采用的各個裝置相互獨立，極大增加了各裝置之間的校準難度，特別是光纖熔接機的放電電極、水平移動平臺和定滑輪三者之間的同軸、同水平面的校準；

2、傳統電弧放電技術須在光纖末端懸掛重物，使光纖處于拉直狀態。在這種情況下，電極放電加熱光纖至熔融溫度后，重物不可避免地使光纖產生拉錐形變。該拉錐形變的重復誤差高于5μm，極大降低了長周期光纖光柵制備的重復性。

3、傳統電弧放電技術采用的電極放電電流小，放電時間短，所形成的長周期光纖光柵的周期數大于100個，降低了光柵的諧振效率。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種基于電弧放電的長周期光纖光柵的制備裝置，以解決傳統技術中放電電極、移動平臺及定滑輪三者之間的同軸同水平面校準問題。本實用新型是這樣實現的：

一種基于電弧放電的長周期光纖光柵的制備裝置，包括光纖定位裝置、電弧放電裝置及控制系統；

所述光纖定位裝置包括移動平臺、第一夾具、第二夾具、第一支撐部及第二支撐部；所述第一夾具固定在所述第一支撐部上，所述第二夾具固定在所述第二支撐部上，所述第一支撐部及第二支撐部固定在所述移動平臺上；所述第一夾具及第二夾具用于夾持光纖，使所述光纖位于第一夾具及第二夾具之間的預先被去除涂覆層的部分保持拉直狀態并位于所述電弧放電裝置的放電區域；所述電弧放電裝置的放電區域所在位置固定不變；

所述控制系統與所述移動平臺連接，用于驅動所述移動平臺帶動所述被去除涂覆層的部分沿該部分光纖軸向向同一方向每次移動一個預設光柵周期的距離；

所述控制系統與所述電弧放電裝置連接，以控制所述電弧放電裝置在所述被去除涂覆層的部分每次停止移動期間根據預設的放電參數進行電弧放電，以對該被去除涂覆層的部分進行周期性折射率調制；所述放電參數包括放電電流及放電時間；所述部分每次停止移動的時間不小于所述放電時間。

進一步地，所述控制系統通過脈沖電路控制所述電弧放電裝置每次的放電時間。

進一步地，所述放電電流為10-15mA；所述放電時間為0.5-10秒。

進一步地，所述光柵周期為350μm-1000μm。

進一步地，所述第一夾具與第二夾具的間距為30cm-50cm；所述移動平臺的行程范圍為30cm-50cm。

進一步地，所述控制系統還用于通過控制所述移動平臺的移動次數來控制所述被去除涂覆層的部分沿該部分光纖軸向向同一方向移動的次數，以控制所制備的長周期光纖光柵的周期數。