[發(fā)明專利]基于纖芯材料析晶的長(zhǎng)周期光纖光柵及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610831024.0
• 申請(qǐng)日: 2016-09-19
• 公開（公告）號(hào): CN106646729B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龐拂飛;洪琳;王廷云;劉奐奐;陳娜;徐金
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號(hào): G02B6/02
• 分類號(hào): G02B6/02
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

本發(fā)明提出了一種基于纖芯材料析晶的長(zhǎng)周期光纖光柵及其制備方法；光柵包括兩根單模光纖和位于兩根單模光纖之間的藍(lán)寶石衍生光纖、藍(lán)寶石衍生光纖內(nèi)部存在周期性析晶區(qū)域；所述周期性析晶區(qū)域由1個(gè)以上相同的局部析晶區(qū)組合而成。制備方法為采用高壓電極電弧放電的熱處理方法，對(duì)藍(lán)寶石衍生光纖進(jìn)行周期性的局部熱處理，從而形成折射率的周期性調(diào)制。本發(fā)明利用其析晶機(jī)理引發(fā)的折射率調(diào)制更穩(wěn)定，且不易被擦除，可使光柵具有更穩(wěn)定、更耐高溫的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種長(zhǎng)周期光纖光柵及其制作方法，尤其涉及一種基于纖芯材料析晶的長(zhǎng)周期光纖光柵及其制作方法，屬于光纖器件領(lǐng)域。

背景技術(shù)

長(zhǎng)周期光纖光柵是一種重要的光纖無源器件，它在某些方面具有比光纖布拉格光柵更好的光學(xué)特性，已在通信和傳感領(lǐng)域具有極其重要的地位和許多廣泛的應(yīng)用，比如用來做光纖放大器的增益平坦、色散補(bǔ)償，以及溫度、應(yīng)變、生物化學(xué)傳感器等。長(zhǎng)周期光纖光柵基本的傳光原理是前向傳輸?shù)睦w芯模式與同向的各階次高階模式之間進(jìn)行耦合，由于其對(duì)傳導(dǎo)模進(jìn)行周期性調(diào)制，使基模和高階模在滿足諧振條件的情況下發(fā)生能量轉(zhuǎn)換，高階模在傳輸一段距離之后被衰減掉，形成損耗峰。具有插入損耗小、無后向反射、與偏振無關(guān)、全兼容于光纖、體積小、能埋入智能材料等優(yōu)點(diǎn)。

長(zhǎng)周期光纖光柵的折射率調(diào)制機(jī)理根據(jù)光柵刻寫方法和光纖特性的不同而存在差異，目前在制作長(zhǎng)周期光纖光柵領(lǐng)域提出的光纖折射率調(diào)制機(jī)理主要有應(yīng)力釋放、光纖纖芯與包層的擴(kuò)散、玻璃結(jié)構(gòu)的改變、機(jī)械形變、微結(jié)構(gòu)光纖塌陷等。長(zhǎng)周期光纖光柵利用了折射率的周期性調(diào)制形成較強(qiáng)的諧振峰，調(diào)制機(jī)理如上述所示，或者是上述幾種方式的結(jié)合。在普通單模光纖中折射率調(diào)制主要是由應(yīng)力釋放引起，應(yīng)力釋放導(dǎo)致在寫入點(diǎn)的纖芯折射率減小。對(duì)于摻硼光纖折射率調(diào)制的主要原因是玻璃結(jié)構(gòu)的改變，輻照后纖芯材料會(huì)經(jīng)歷體積增加或者玻璃致密化，若加熱溫度高于纖芯材料的玻璃轉(zhuǎn)換溫度會(huì)導(dǎo)致體積增加，從而折射率減小，相反的加熱溫度低于纖芯材料的玻璃轉(zhuǎn)換溫度會(huì)引起玻璃致密化，從而折射率增加。微型結(jié)構(gòu)光纖，如PCF光纖的折射率調(diào)制往往依靠光纖形變，如光纖周期性塌陷，使得光纖包層向纖芯聚攏，通過減少空氣的微孔的體積來增加光纖包層有效折射率，其他方式還有在光纖包層刻周期性凹槽、激光掃描包層使空氣孔膨脹等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于纖芯材料析晶的長(zhǎng)周期光纖光柵及其制作方法

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種基于纖芯材料析晶的長(zhǎng)周期光纖光柵，包括兩根單模光纖和位于兩根單模光纖之間的藍(lán)寶石衍生光纖、藍(lán)寶石衍生光纖內(nèi)部存在周期性析晶區(qū)域；所述周期性析晶區(qū)域由1個(gè)以上相同的局部析晶區(qū)組合而成。

一種技術(shù)方案一所述的基于纖芯材料析晶的長(zhǎng)周期光纖光柵的制作方法，包括以下步驟：

步驟1：取一根單模光纖，將其一端剝?nèi)ネ扛睬矣霉饫w切割刀切平后放置于熔接機(jī)的一個(gè)夾具中；

步驟2：取一段藍(lán)寶石衍生光纖，將其一端剝?nèi)ネ扛睬矣霉饫w切割刀切平后放置于熔接機(jī)的另一個(gè)夾具中；

步驟3：對(duì)準(zhǔn)單模光纖和藍(lán)寶石衍生光纖后，利用熔接機(jī)進(jìn)行放電熔接；

步驟4：確定所需的藍(lán)寶石衍生光纖的接入長(zhǎng)度，用光纖切割刀切除余下的藍(lán)寶石衍生光纖；

步驟5：將切斷后的藍(lán)寶石衍生光纖與另一根單模光纖熔接，形成單模光纖—藍(lán)寶石衍生光纖—單模光纖的結(jié)構(gòu)。

步驟6：將上述單模光纖—藍(lán)寶石衍生光纖—單模光纖結(jié)構(gòu)中的藍(lán)寶石衍生光纖放入熔接機(jī)的兩電極中間，其一端的單模光纖先用熔接機(jī)的一個(gè)夾具固定，在另一端的單模光纖上懸掛一個(gè)小砝碼，使光纖保持水平，將其固定；

步驟7：調(diào)節(jié)熔接機(jī)放電參數(shù)，選定放電模式，執(zhí)行第一次放電操作，在藍(lán)寶石衍生光纖的纖芯內(nèi)形成局部析晶區(qū)；