[發明專利]一種基于雙光柵結構控制FBG波長的方法

在審

• 申請號: 201810301829.3
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN110346863A
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 鄭彬;林磊;蔡光明;余忠偉
• 申請（專利權）人: 福州高意光學有限公司
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

本發明公開一種基于雙光柵結構控制FBG波長的方法，通過在預刻寫的機臺提前刻寫一個光纖光柵，此光柵的指標與實際要求的波長要存在一定的差異，但要在寬帶光源的檢測范圍內。然后把預刻寫的光柵再放入實際的刻寫平臺上，主要刻寫的位置要避開預刻寫的光柵。施加拉力后檢測預刻寫光柵的變化情況，從而判斷施加的拉力是否準確，然后再正常刻寫。本發明通過預刻寫一種刻寫時間相同但波長不同的光纖光柵，然后通過控制預刻寫光柵波長變化情況來精準控制拉力大小，從而達到精確控制波長的目的。

技術領域

本發明涉及刻寫光纖光柵的技術領域，尤其涉及一種基于雙光柵結構控制FBG波長的方法。

背景技術

1978年，K.O.Hill等人首先發現攙鍺(Ge)光纖的折射率能夠在某些波長的光照射下發生周期性的永久性改變，人們很快意識到可以利用這種特性在光纖中制作光纖光柵，這成為光纖光柵研究的起點。1989年，G.Meltz等人首次采用全息干涉法，制出第一支布拉格諧振波長位于通信波段的光纖光柵，從此推動了光纖光柵的巨大發展。目前光纖光柵在光纖通信和光纖傳感領域內均引起了革命性的變化。憑其諸多優點，使許多復雜的全光通信和傳感網絡成為可能，也就越發顯示出它在信息領域的重要地位。

光纖光柵是一種新型光纖無源器件，由于其具有體積小、重量輕、成本低，易于集成、插入損耗低、抗干擾能力強、結構簡單、可重復性強等諸多優點，近幾年發展極為迅速，現已廣泛應用于光纖通信和光纖傳感領域。

光纖光柵的主要制作方法可包括內部寫入法、全息干涉法、分波前干涉法、相位掩模法、在線成柵、直接寫入法和聚焦離子束寫入等，其中相位掩模法是目前比較常用的方法。

隨著對FBG的性能要求不斷提高，對波長的要求也更加精準，而采用的相位掩模法制作的光纖光柵，通常是通過調整預緊拉力來控制，一般控制波長的偏差范圍在±0.25nm,如果是高功率的FBG，控制的波長偏差的范圍會更大；但實際上刻寫的時間也是影響波長的重要因素。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于雙光柵結構控制FBG波長的方法，通過預刻寫一種刻寫時間相同但波長不同的光纖光柵，然后通過控制預刻寫光柵波長變化情況來精準控制拉力大小，從而達到精確控制波長的目的。

本發明采用的技術方案是：

一種基于雙光柵結構控制FBG波長的方法，其采用的刻寫裝置包括激光器、整形光路、相位掩模板、兩臺光柵刻寫機臺和在線監測系統，激光器發射的激光依次通過整形光路和相位掩模板輸出至兩臺光柵刻寫機，其中一臺光柵刻寫平臺為預刻寫機臺，另一臺為實際刻寫機臺，兩臺光柵刻寫機臺均內含拉力控制裝置，拉力控制裝置用于提供一作用于刻寫光纖的可調節拉力，光纖光柵固定后拉力控制裝置可測試出時拉力，同時也可通過調試旋鈕來調整拉力的大小。兩臺光柵刻寫機分別與在線監測系統連接，在線監測系統用于監測刻寫光柵的波長，刻寫方法包括以下步驟:

步驟1：取第一根已經載氫的光纖，在光纖待刻寫位置剝除一個指定長度的窗口，窗口的長度大于相位掩模板的寬度且滿足同時充分刻寫兩個光纖光柵，然后把第一根光纖接入預刻寫機臺；

步驟2：把第一根光纖放置在預刻寫機臺的定位平臺上，窗口留出兩個光纖光柵的刻寫位置，并將第一根光纖固定于預刻寫機臺的拉力控制裝置上，然后設置拉力控制裝置的拉力T1：

步驟3：對第一根光纖進行預刻寫，記錄第一根光纖在線監控系統檢測的FBG反射中心波長λ1；

步驟4：將第一根光纖從預刻寫機臺取出，記錄放松狀態時第一根光纖在線監控系統檢測的FBG反射中心波長λ2；進而計算出拉力與波長的線性關系α=（λ2-λ1）/T1；因不同的光纖的拉力與波長的關系不一致，所以需要根據實際的光纖規格來測試。