[發明專利]融錐型長周期光纖光柵、制備裝置、制備方法以及激光系統

有效

• 申請號: 202010738124.5
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111856645B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 王澤鋒;胡琪浩;王蒙;李宏業;田鑫;趙曉帆;饒斌裕;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;H01S3/067;H01S3/30
• 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

本發明提出了一種融錐型長周期光纖光柵、制備裝置、制備方法以及激光系統。融錐型長周期光纖光柵，包括光纖，所述光纖上設有一個以上的錐區，各錐區之間的間距相等，該間距即為融錐型長周期光纖光柵的周期，所述錐區通過熔融拉錐而成。本發明利用周期性熔融拉錐的方法制備長周期光纖光柵，能夠突破光纖直徑的限制，能在任何尺寸的光纖上實現長周期光纖光柵的制備，并且插入損耗小、周期設置靈活可控、帶寬較大。將融錐型長周期光纖光柵設置到光纖激光器系統中，能大幅度提高光纖激光器中的受激拉曼散射，使長周期光纖光柵在光纖激光器中的應用更加廣泛。

技術領域

本發明涉及光纖光柵的刻寫以及應用技術領域，具體涉及一種融錐型長周期光纖光柵、制備裝置、制備方法以及激光系統。

背景技術

長周期光纖光柵可以實現纖芯模式和同向傳輸纖芯模式和包層模式之間的耦合，屬于一種性能優良的透射型帶阻濾波器。因其具有體積小、插入損耗小、無后向反射、制備成本低廉、耐腐蝕、能埋入材料等優點，因此這種器件在光纖通信，傳感等等領域具有重要的價值和廣泛的應用前景。近幾年長周期光纖光柵已經被證實能作為濾波器在光纖激光器中發揮重要的作用。

光纖激光器中一個很重要的限制因素就受激拉曼散射，由于受激拉曼散射的存在會限制輸出功率的提升甚至會導致種子光損壞，因此學者們提出了多種抑制光纖受激拉曼的方法。例如：拉曼兼容法、“W”型增益光纖抑制法、優化低反光柵法、增大模場面積法、啁啾傾斜光柵濾除法等。長周期光纖光柵是最近興起的一種方法，其優勢在于制備成本低、制備周期短、重復性高、抑制效果顯著、溫升系數低等優勢。制備長周期光纖光柵的常用方法有：二氧化碳激光逐點曝光法、紫外振幅掩模版法、飛秒激光逐點刻寫法等等。但是對于大功率光纖激光器來說，常用的光纖尺寸較大，例如20/400，30/600雙包層光纖等等，而常見的制備方法例如二氧化碳激光逐點刻寫和紫外振幅模板曝光都難以在這種直徑的光纖上直接制備長周期光纖光柵。飛秒激光能直接將光作用在纖芯形成燒蝕，但是這種方法制備的長周期光纖光柵在光纖激光器中溫升系數較高，且帶寬較小，對拉曼散射光的濾除較為不徹底。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明提出了一種融錐型長周期光纖光柵、制備裝置、制備方法以及激光系統。本發明利用周期性熔融拉錐的方法制備長周期光纖光柵，能夠突破光纖直徑的限制，能在任何尺寸的光纖上實現長周期光纖光柵的制備，并且插入損耗小、周期設置靈活可控、帶寬較大，對于高功率光纖激光器的發展具有重要的意義。

為實現上述技術目的，本發明采用的具體技術方案如下：

本發明提供一種融錐型長周期光纖光柵，包括光纖，所述光纖上設有一個以上的錐區，各錐區之間的間距相等，該間距即為融錐型長周期光纖光柵的周期，所述錐區通過熔融拉錐而成。進一步地，所述光纖為大模場雙包層光纖。

本發明提供一種上述融錐型長周期光纖光柵的制備裝置，包括光纖夾具、光纖加熱元件、三維調節架和電動位移平臺，所述光纖夾具設有兩個，分別為左光纖夾具和右光纖夾具；所述三維調節架有兩個，分別為左三維調節架和右三維調節架；所述電動位移平臺能夠在驅動電機的驅動下水平位移，電動位移平臺有三個，分別為左電動位移平臺、中間電動位移平臺和右電動位移平臺；所述左電動位移平臺和右電動位移平臺上分別設置有左三維調節架和右三維調節架，左三維調節架和右三維調節架上分別設置有左光纖夾具和右光纖夾具，光纖的兩端分別通過左光纖夾具和右光纖夾具夾持且保持兩光纖夾具間的光纖水平，所述中間電動位移平臺上設置有光纖加熱元件，光纖加熱元件用于對兩光纖夾具間的光纖進行加熱。

進一步地，本發明所述左電動位移平臺、中間電動位移平臺或/和右電動位移平臺安裝在同一水平導軌上。或者，所述左電動位移平臺、中間電動位移平臺或/和右電動位移平臺安裝在不同的相互平行到的水平導軌上。

進一步地，還包括計算機，所述左電動位移平臺、中間電動位移平臺和右電動位移平臺的驅動電機均由計算機控制，通過計算機控制各電動位移平臺的啟停、水平移動速度和移動距離；所述光纖加熱元件由計算機控制，通過計算機控制光纖加熱元件的開關、熱區溫度大小。