[發明專利]超寬帶啁啾傾斜光纖光柵刻寫裝置、刻寫方法以及激光系統

在審

• 申請號: 202010736421.6
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111856643A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 王澤鋒;王蒙;李宏業;田鑫;趙曉帆;饒斌裕;胡琪浩;奚小明;陳子倫;潘志勇;王小林;許曉軍;陳金寶
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 周達

1.一種超寬帶啁啾傾斜光纖光柵刻寫裝置，其特征在于：包括準分子激光器、平面反射鏡組、光闌、擴束透鏡組、聚焦柱透鏡、啁啾相位掩模板和光纖操作移動平臺；所述準分子激光器輸出激光的傳輸路徑上依次設有平面反射鏡組、光闌、擴束透鏡組、聚焦柱透鏡和啁啾相位掩模板，從聚焦柱透鏡聚焦出射的光束垂直打在啁啾相位掩模板柵區中央，光纖安裝在光纖操作移動平臺上且與啁啾相位掩模板平行，從啁啾相位掩模板出射的激光垂直入射到光纖上，同時通過控制光纖操作移動平臺實現超寬帶啁啾傾斜光纖光柵的刻寫，其中啁啾相位掩模板在垂直于光束入射方向的平面內的傾斜角度可調，將啁啾相位掩模板在垂直于光束入射方向的豎直平面內旋轉一定角度以在光路中引入傾斜角度。

2.根據權利要求1所述的超寬帶啁啾傾斜光纖光柵刻寫裝置，其特征在于：準分子激光器為248nm準分子激光器，準分子激光器的輸出功率和頻率由計算機控制。

3.根據權利要求1所述的超寬帶啁啾傾斜光纖光柵刻寫裝置，其特征在于：所述平面反射鏡組安裝在水平設置的光學平臺上，用于調節準分子激光器出射光束的位置和高度；所述光闌、擴束柱透鏡組、聚焦柱透鏡、相位掩模板和光纖夾持裝置沿平面反射鏡組反射的出射光束的射出方向依次布置在光學平臺上。

4.根據權利要求1所述的超寬帶啁啾傾斜光纖光柵刻寫裝置，其特征在于：所述啁啾相位掩模板安裝在六維手動調節架上，六維手動調節架設置在光學平臺上，六維手動調節架能夠實現啁啾相位掩模板多個方向的調整。

5.根據權利要求4所述的超寬帶啁啾傾斜光纖光柵刻寫裝置，其特征在于：六維手動調節架由三維直角手動調整架、兩軸角度位移平臺以及360度旋轉平臺組裝而成，三維直角手動調整架能夠實現啁啾相位掩模板在水平面上x、y方向的調整以及在垂直于水平面的豎直方向即z方向的調整，兩軸角度位移平臺能夠實現啁啾相位掩模板與水平面之間夾角的調整，所述360度旋轉平臺能夠實現啁啾相位掩模板在水平面的360度旋轉。

6.根據權利要求1所述的超寬帶啁啾傾斜光纖光柵刻寫裝置，其特征在于：光纖操作移動平臺包括光纖夾具、三維調節底座和電動水平位移平臺，所述光纖夾具設有兩個，分別為左光纖夾具和右光纖夾具，待刻寫超寬帶啁啾傾斜光纖光柵的光纖由左光纖夾具和右光纖夾具夾持；所述左光纖夾具和右光纖夾具分別固定在一個三維調節底座上，通過調節兩個三維調節底座使光纖與啁啾相位掩模板平行；所述三維調節底座均安裝在電動水平位移平臺上，電動水平位移平臺在位移平臺驅動電機驅動下沿著光纖軸向方向運動，位移平臺驅動電機與計算機連接，計算機控制位移平臺驅動電機進而控制電動水平位移平臺的水平移動距離以及速度。

7.根據權利要求1所述的超寬帶啁啾傾斜光纖光柵刻寫裝置，其特征在于：所述光纖一端連接寬帶光源，一端連接光譜分析儀，在超寬帶啁啾傾斜光纖光柵刻寫過程中，實時通過光譜分析儀獲得超寬帶啁啾傾斜光纖光柵的光譜。

8.一種超寬帶啁啾傾斜光纖光柵刻寫方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)設置準分子激光器參數，包括準分子激光器的重復頻率以及電壓：設置光纖操作移動平臺的移動距離和移動速度；設置超寬帶啁啾傾斜光纖光柵傾斜角度，相應旋轉相位掩模板在垂直于光束入射方向的豎直平面內旋轉角度以在光路中引入傾斜角度；

(2)截取合適長度的光纖，將待刻寫超寬帶啁啾傾斜光纖光柵的區域用化學剝除劑涂覆，再用酒精擦拭后將光纖安裝在光纖操作移動平臺上；將光纖的一端與寬帶光源連接，另一端與光譜分析儀相連；

(3)超寬帶啁啾傾斜光纖光柵刻寫；

調整相位掩模板的旋轉角度，開啟準分子激光器開的同時啟動光纖操作移動平臺，使得光纖沿著其軸向方向移動，開始超寬帶啁啾傾斜光纖光柵刻寫，通過光譜分析儀實時檢測所刻寫的超寬帶啁啾傾斜光纖光柵的光譜，當得到所需的光譜后，關閉準分子激光器的同時關停光纖操作移動平臺，刻寫結束，將光纖取出即可。