[發明專利]一種單應力元光纖啁啾光纖布拉格光柵及其制備方法

在審

• 申請號: 202010930655.4
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112068238A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 苑立波;徐致遠
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 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

本發明提供的是一種單應力元光纖啁啾光纖布拉格光柵及其制備方法，所述的單應力元光纖是包層中存在單個應力元的特種光纖。其特征是將準分子激光器、反射鏡、擴束鏡、柱透鏡、掩模板和單應力元光纖依次按序放入刻寫光路中，再使用折射率匹配液、顯微鏡和光纖旋轉夾具調整光纖，使單應力元不遮擋紫外激光；纖芯和掩模板平行，且垂直于掩模板柵線，即可使用刻寫均勻光纖布拉格光柵的方法，得到啁啾光纖布拉格光柵。本發明可用于單應力元光纖啁啾光纖布拉格光柵的制備，可廣泛用于光纖器件技術領域。

(一)技術領域

本發明涉及的是一種單應力元光纖啁啾光纖布拉格光柵及其制備方法，屬于光纖器件技術領域。

(二)背景技術

啁啾光纖布拉格光柵(CFBG)是一種折射率或柵格周期沿軸向發生變化的光纖布拉格光柵(FBG)，由于其小體積、低損耗、具有較寬的反射帶寬和穩定的色散，被廣泛的用于光纖色散補償和寬帶濾波器。

當光纖布拉格光柵柵區內的折射率或柵格周期不同時，滿足某一柵區布拉格條件的波長也不相同，因此使得光纖布拉格光柵具有啁啾效應，即為啁啾光纖布拉格光柵。針對此成柵特點，目前有直接和間接兩類制作啁啾光纖布拉格光柵的方法。(1)直接法是通過啁啾相位掩模版直接在光纖中寫入啁啾光纖布拉格光柵，其傳統制作工藝使用啁啾相位掩模版，進行曝光或掃描以實現在光纖中寫入啁啾光纖布拉格光柵。這種工藝最大的缺點是必須使用啁啾相位掩模版，且制作出的啁啾光纖布拉格光柵的啁啾度由啁啾相位掩模版的參數決定，導致制作不同啁啾度的啁啾光纖布拉格光柵只能通過使用不同的啁啾相位掩模版，大大增加了生產成本。(2)間接法是對均勻的光纖布拉格光柵進行啁啾調制，使其產生啁啾效應。在啁啾調制的過程中需要對光纖持續作用，穩定性較直接法略差，且會影響到光纖的使用壽命。

直接法如專利CN106842415A，其使用掃描刻寫的方式，實現使用均勻光纖布拉格光柵相位掩模版來寫入啁啾光纖布拉格光柵。但由于光纖布拉格光柵的柵距為微米量級，所以較難精確操控掃描的步進，且刻寫過程受外界因素如震動的影響較大。或者在光纖不平行掩模板的情況下，寫入的光纖布拉格光柵也具有啁啾效應，但此時光纖刻寫部位沒有都在刻寫光的焦線上，導致折射率調制深度不同，且在拉遠光纖一端時，容易引入傾斜，影響光柵質量。間接法如專利CN105137533.A，其使用形狀記憶合金對均勻光纖布拉格光柵進行啁啾調制，通過常溫下固定光纖布拉格光柵，加熱使其恢復成所需的形狀來彎曲光纖布拉格光柵，達到應力調制啁啾的效果。但由于記憶合金恢復形狀需要到達轉變溫度，加熱過程會對光纖壽命和性能造成影響，且其自身存在的變形誤差和光纖的抗彎過程也會直接影響到啁啾調制的效果。

為了克服現有工藝的缺點，本發明提出一種單應力元光纖啁啾光纖布拉格光柵及其制備方法。該方法基于單應力元光纖，使用均勻光柵掩膜板，可在光纖平行掩模板的情況下，制備啁啾光纖布拉格光柵。

(三)發明內容

本發明的目的在于通過給出一種單應力元光纖啁啾光纖布拉格光柵及其制備方法，進而給出一種非對稱光纖布拉格光柵及其制備方法。

本發明的目的是這樣實現的：

單應力元光纖啁啾光纖布拉格光柵的組成部分包括單應力元光纖和其纖芯內寫入的啁啾光纖布拉格光柵。

所述的單應力元光纖是圍繞纖芯設置一個應力元的特種光纖。

所述的應力元是熱膨脹系數不等于石英基體熱膨脹系數的材料。

所述的單應力元光纖啁啾光纖布拉格光柵的啁啾效應是通過纖芯折射率不均勻分布實現。

其制備方法是使用均勻光纖布拉格光柵掩模板，在單應力元光纖纖芯內寫入的啁啾光纖布拉格光柵。

制備方法包括以下步驟：

1)將準分子激光器、反射鏡、擴束鏡、柱透鏡、掩模板和單應力元光纖依次按序放入刻寫光路中；