[發明專利]基于壓電陶瓷促動器制作切趾光纖光柵的裝置及方法

在審

• 申請號: 201711461058.6
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN107884872A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 王才良;孫禹;范小康;劉娟娟;王竹萍;琚惠麟
• 申請（專利權）人: 武漢光谷航天三江激光產業技術研究院有限公司
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司11570
• 代理人: 劉杰

技術領域

本發明涉及光纖光柵技術領域，特別涉及一種基于壓電陶瓷促動器制作切趾光纖光柵的裝置及方法。

背景技術

光纖光柵是一種通過一定方法使光纖纖芯的折射率發生軸向周期性調制而形成的衍射光柵，是一種無源濾波器件。由于光柵光纖具有體積小、熔接損耗小、全兼容于光纖、能埋入智能材料等優點，并且其諧振波長對溫度、應變、折射率、濃度等外界環境的變化比較敏感，因此在光纖通信和傳感領域得到了廣泛的應用。

紫外直寫光柵技術是制作光纖光柵的方式之一，它利用光纖材料對紫外光的光敏性，讓相干光干涉圖像照射光纖制成纖芯折射率呈周期或非周期性變化。光柵的柵距取決于刻寫過程中相干光形成的干涉條紋，該方法制成的光纖光柵條紋間距整齊，質量較好。但現有的技術中存在紫外直寫光柵切趾難的技術問題。

發明內容

本發明實施例通過提供一種基于壓電陶瓷促動器制作切趾光纖光柵的裝置及方法，解決了現有技術中紫外直寫光柵切趾難的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種基于壓電陶瓷促動器制作切趾光纖光柵的裝置，包括：氬離子激光器、擴束系統、50/50分光鏡、壓電陶瓷促動器、上位機、第一反射鏡、第一聚焦透鏡、反射單元、第二聚焦透鏡、光纖及水平移動平臺；

所述第一反射鏡與所述壓電陶瓷促動器固定連接；所述壓電陶瓷促動器與所述上位機電性連接，所述上位機對所述壓電陶瓷促動器加載鋸齒波信號；所述光纖上設置有裸纖部分，所述光纖固定在所述水平移動平臺上；

所述氬離子激光器發出的紫外光入射至擴束系統，經所述擴束系統擴束后入射至所述50/50分光鏡分為兩束平行光；

一束所述平行光入射至所述第一反射鏡，經所述第一反射鏡反射至所述第一聚焦透鏡，經所述第一聚焦透鏡會聚至所述光纖的裸纖部分；

另一束所述平行光入射至所述反射單元，經所述反射單元反射至所述第二聚焦透鏡，經所述第二聚焦透鏡會聚至所述光纖的裸纖部分；

所述水平移動平臺帶動所述光纖勻速運動，完成寫柵過程。

進一步的，所述反射單元包括：第二反射鏡及第三反射鏡；

另一束所述平行光入射至所述第二反射鏡，經所述第二反射鏡反射至所述第三反射鏡，經所述第三反射鏡反射至所述第二聚焦透鏡。

進一步的，所述氬離子激光器發出的激光波長為244nm。

進一步的，所述氬離子激光器發出的激光功率為50-100mW。

進一步的，所述擴束系統的擴束倍數為3-5倍。

進一步地，所述壓電陶瓷促動器的位移量為15-20μm，電容為180nF。

進一步的，所述第一聚焦透鏡及所述第二聚焦透鏡的聚焦光斑直徑為6μm或6μm以上。

進一步的，所述水平移動平臺的移速為納米級。

基于相同的發明構思，本發明還提供了一種基于壓電陶瓷促動器制作切趾光纖光柵的方法，包括如下步驟：

將第一反射鏡與壓電陶瓷促動器固定連接，所述壓電陶瓷促動器與上位機電性連接；

將所述光纖固定在水平移動平臺上，在所述光纖上設置裸纖部分；

控制所述上位機對所述壓電陶瓷促動器加載鋸齒波信號；

控制氬離子激光器發出的紫外光入射至擴束系統，經所述擴束系統擴束后入射至50/50分光鏡分為兩束平行光；

控制一束平行光入射至第一反射鏡，經第一反射鏡反射至第一聚焦透鏡，經所述第一聚焦透鏡會聚至光纖的裸纖部分；

控制另一束平行光入射至反射單元，經所述反射單元反射至第二聚焦透鏡，經所述第二聚焦透鏡會聚至光纖的裸纖部分；

控制水平移動平臺帶動所述光纖勻速運動，完成寫柵過程。

進一步的，所述第一反射鏡與所述壓電陶瓷促動器通過膠水固定連接。

本發明實施例提供的一種或多種技術方案，至少具備以下有益效果或優點：

本發明實施例提供的基于壓電陶瓷促動器制作切趾光纖光柵的裝置及方法，將寫柵系統中一個反射鏡固定在壓電陶瓷促動器上，通過對壓電陶瓷促動器加載鋸齒波信號，在一個寫柵周期內，隨著時間的增加，每個子周期的電壓占空比逐漸增加，在中心處增加至100％占空比，然后相應的逐漸減小，則引起了干涉條紋的相位變化，從而形成光纖光柵的切趾。