[發(fā)明專利]貝塞爾光束刻寫多芯光纖光柵裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910369214.9
• 申請日: 2019-05-05
• 公開（公告）號: CN110389404B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張林;賀夢霞
• 申請（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種貝塞爾光束刻寫多芯光纖光柵裝置，其特征是，由激光器、軸錐鏡及位移臺組成，由激光器發(fā)出的光經(jīng)過軸錐鏡形成細(xì)長的光斑，光斑穿過多芯或單芯光纖進(jìn)行曝光，然后，位移臺按照特定周期移動光纖，繼續(xù)曝光下一點(diǎn)，不斷重復(fù)，直到整個(gè)光纖光柵刻寫完成；其中，軸錐鏡為超表面結(jié)構(gòu)形成，超表面結(jié)構(gòu)包括若干結(jié)構(gòu)相同的單元，所述單元由兩部分組成，基底和放置在其上的微納結(jié)構(gòu)，基底只起到承托作用，基底材料對于工作激光波長無吸收，而微納結(jié)構(gòu)為柱狀結(jié)構(gòu)，激光入射到超表面結(jié)構(gòu)表面時(shí)，不同位置處放置不同的微納結(jié)構(gòu)引入相位突變，在原始波陣面上疊加附加相位使得波陣面發(fā)生改變，當(dāng)波陣面轉(zhuǎn)化為球面時(shí)，則實(shí)現(xiàn)透鏡的聚焦功能，而當(dāng)波陣面恰好滿足軸錐鏡的波陣面時(shí)則生成貝塞爾光束。

2.如權(quán)利要求1所述的貝塞爾光束刻寫多芯光纖光柵裝置，其特征是，軸錐鏡為軸截面為三角形的錐鏡或柱狀軸錐鏡。

3.如權(quán)利要求1所述的貝塞爾光束刻寫多芯光纖光柵裝置，其特征是，軸錐鏡為由截面三角形沿軸線旋轉(zhuǎn)得到，其產(chǎn)生的無衍射距離和光斑尺寸大小分別為：

其中，D表示軸錐鏡的口徑大小，n代表軸錐鏡材料折射率，α表示軸錐鏡底角，Z_max表示貝塞爾光斑的長度，即“無衍射傳輸距離”，D_A表示光斑直徑，λ表示激光波長；

其中，光斑無衍射距離Z_max應(yīng)大于包層直徑，且光束寬度也應(yīng)大于包層直徑，光斑直徑D_A應(yīng)小于相鄰光纖之間的間距。

4.如權(quán)利要求3所述的貝塞爾光束刻寫多芯光纖光柵裝置，其特征是，使用一個(gè)軸錐鏡后加倒置望遠(yuǎn)系統(tǒng)的方法任意調(diào)控?zé)o衍射距離和光斑尺寸大小，倒置望遠(yuǎn)系統(tǒng)由兩個(gè)透鏡組成，第一個(gè)透鏡的焦距是f₁，第二個(gè)透鏡的焦距是f₂,且第一個(gè)透鏡的右焦點(diǎn)與第二個(gè)透鏡的左焦點(diǎn)重合，產(chǎn)生的無衍射距離和光斑尺寸大小分別為：

5.如權(quán)利要求4所述的貝塞爾光束刻寫多芯光纖光柵裝置，其特征是，超表面結(jié)構(gòu)中：

其中，θ表示波陣面的傾角，波陣面傾角指的是入射波前與超表面結(jié)構(gòu)底面的法線方向之間的夾角。

6.如權(quán)利要求4所述的貝塞爾光束刻寫多芯光纖光柵裝置，其特征是，包括三個(gè)軸錐鏡級聯(lián)，第一個(gè)軸錐鏡可以移動，光從其底面入射，而第二、三個(gè)軸錐鏡底面與底面相對，保證光從第二個(gè)軸錐鏡平行出射并平行入射第三個(gè)軸錐鏡，且第二、三個(gè)軸錐鏡位置固定，通過移動第一個(gè)軸錐鏡，可以把光斑移動到任意位置進(jìn)行調(diào)整以刻寫光纖的不同位置。