[發(fā)明專利]一種寬帶寬高斯型低反光纖光柵的刻寫方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810511600.2
• 申請日: 2018-05-25
• 公開（公告）號: CN108732677A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發(fā)明（設計）人: 沈華;舒劍;朱日宏;矯苛蓉;關智文
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱沉雁

本發(fā)明公開了一種寬帶寬高斯型低反光纖光柵的刻寫方法，首先搭建寬帶寬高斯型低反光纖光柵的刻寫裝置，紫外光束通過兩片柱面鏡聚焦后經相位掩模板入射到光纖上，使纖芯折射率發(fā)生變化，刻寫出低反光纖光柵，通過電控平移臺沿紫外光束傳輸方向平移第二柱面鏡可控制高斯型低反光纖光柵的帶寬，利用光譜儀在線測量低反光纖光柵的反射光譜可讀出其帶寬，若帶寬達不到要求，將帶寬讀數(shù)反饋至計算機，計算機通過軟件控制電控平移臺，電控平移臺平移第二柱面鏡，即可刻寫出滿足帶寬要求的寬帶寬高斯型低反光纖光柵。本發(fā)明具有精度高、響應快、自動調節(jié)、可控性高等優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及光纖光柵制作領域，具體涉及一種寬帶寬高斯型低反光纖光柵的刻寫方法。

背景技術

1978年，加拿大通信研究中心的K.O.Hill及其合作者首次從光纖中觀察到了光子誘導光柵。Hill的早期光纖是用488nm可見光波長的亞離子激光器，通過增加或延長注入光纖纖芯中的光輻照時間而在纖芯中形成了光柵。后來G.Meltz等人利用高強度紫外光源所形成的干涉條紋對光纖進行側面橫向曝光在該光纖纖芯中所產生折射率調制或相位光柵。1989年，第一支布拉格波長位于通信波段的光纖光柵研制成功。1993年，Hill等人提出了相位掩模技術，它主要是利用紫外光透過相位掩模板后的±1級衍射光形成的干涉光對具有良好光敏性的光纖進行曝光處理，使得光纖纖芯的折射率產生周期性的變化，這項技術使得制作光纖光柵的工藝流程便得更加靈活和簡便，有利于批量化工業(yè)化生產。

相位掩膜法是將光敏光纖貼近相位掩膜板，利用相位掩膜板近場衍射所產生的干涉條紋在光纖中形成折射率的周期性擾動，從而形成光纖光柵。相位掩膜板是基于光刻技術利用照相平板印刷技術，在透紫外光的平玻璃板表面上蝕刻出周期性的浮雕結構。當紫外光通過時，會產生衍射。在實際制作過程中，由于紫外激光光束的直徑為900微米，而光纖芯徑只有20微米，為了盡可能大的利用紫外激光的能量，在光路中使用柱面鏡，在垂直方向上對紫外激光光束進行聚焦，光纖位于焦點處。同時，這也帶來新的問題，由于光斑只在垂直方向上進行聚焦，而水平方向上的光斑大小并沒有發(fā)生變化，這樣刻寫的高斯型低反光纖光柵的帶寬過窄，目前一般采用啁啾相位掩模板來實現(xiàn)寬帶寬啁啾型低反光纖光柵，如果需要寬帶寬的高斯型低反光纖光柵則無法滿足要求。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種寬帶寬高斯型低反光纖光柵的刻寫方法，能夠實現(xiàn)相位掩膜板法制作光纖光柵時，紫外激光光束水平方向上聚焦度的調整，使高斯型低反光纖光柵帶寬具有可控性，實現(xiàn)了寬帶寬高斯型低反光纖光柵的刻寫。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術解決方案為：一種寬帶寬高斯型低反光纖光柵的刻寫方法，方法步驟如下：

第一步，搭建寬帶寬高斯型低反光纖光柵的刻寫裝置：

所述寬帶寬高斯型低反光纖光柵的刻寫裝置包括準分子紫外激光器、第一反射鏡、第二反射鏡、第一柱面鏡、第二柱面鏡、電控平移臺、相位掩膜板、光纖支架，光纖、光譜儀和計算機，共光軸依次設置第二反射鏡、第一柱面鏡、第二柱面鏡和相位掩膜板，第一柱面鏡的軸水平放置，第二柱面鏡的軸豎直放置，第二柱面鏡通過固定座固定在電控平移臺上，第二反射鏡位于第一反射鏡的反射光路上，準分子紫外激光器位于第一反射鏡的入射光路上，光纖水平固定在緊貼相位掩膜板的光纖支架上且位于入射光線的相反方向，光譜儀通過跳線連接光纖的一端，采集光纖的反射光譜數(shù)據(jù)，電控平移臺通過計算機控制，轉入第二步；

第二步，打開準分子紫外激光器，準分子紫外激光器發(fā)出紫外光束，經第一反射鏡反射至第二反射鏡，經第二反射鏡反射至第一柱面鏡，經第一柱面鏡將光束縱向聚焦至第二柱面鏡，再經第二柱面鏡將光束橫向聚焦至相位掩膜板，并入射至光纖，光纖纖芯吸收紫外光折射率發(fā)生變化，形成光柵，通過跳線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦庾V儀上，同時將數(shù)據(jù)實時傳輸給計算機，轉入第三步；

第三步，判斷光譜儀所接收光譜帶寬是否為所需帶寬數(shù)值，若不是，計算機控制電控平移臺，轉入第四步；