[發明專利]一種單模多模光纖級聯結構的長周期光纖光柵制備方法

在審

• 申請號: 202011440605.4
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112782806A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 滕傳新;朱永潔;苑立波
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G02B6/255
• 分類號: G02B6/255;G02B6/25;G02B6/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種單模多模光纖級聯的長周期光纖光柵的制備方法。包括：將單模光纖和多模光纖熔接在一起，然后將其水平放置在帶有高精度切割刀和位移控制的移動平臺上，通過使用顯微鏡，使光纖在計算機上呈現出清晰的圖像。然后利用移動精度為1μm的千分尺找到單模和多模光纖的熔接點，并保證熔接點與切割刀的位置剛好重合，記錄此時千分尺的讀數，旋轉千分尺使熔接點的位置向單模光纖方向移動，并移至所需的多模光纖長度位置處，然后使用切割刀對光纖進行切割，之后將該段多模光纖與另一根單模光纖進行熔接，重復上述步驟，就可以制備得到單模多模光纖級聯的長周期光纖光柵。該長周期光纖光柵具有結構和制備工藝簡單、成本低廉，并且對溫度、應變、彎曲等物理量的變化具有較高的靈敏度。

技術領域

本發明屬于光纖傳感技術領域，具體涉及一種單模多模光纖級聯結構的長周期光纖光柵制備方法。

背景技術

長周期光纖光柵(LPFG)是周期大小在幾十微米至幾百微米量級的光柵，其模式耦合是同向傳播的纖芯基模和包層模之間的耦合，在特定波長范圍能形成諧振峰，是一種透射式全光纖帶阻濾波器。LPFG的諧振波長和幅值會隨著外界環境的溫度、應變、折射率等參量的變化而變化，具有比光纖布拉格柵對外界物理量的變化更敏感。因此，LPFG引起了人們的廣泛關注。

目前，有多種制作LPFG的方法，最常用的是以下幾種：紫外曝光法、CO₂激光輻射法、熔融拉錐法等。紫外曝光法這種方法穩定性好，但是受外界溫度影響，當溫度高于500℃時光柵可能會被擦除，成本高，制作周期長等缺點。由CO₂輻射逐點寫入法制備出來的長周期光纖光柵穩定性更好，靈活性高，制作過程方便快捷，省去了繁瑣的準備過程，但是這種方法需要很高的成本。熔融拉錐法用計算機控制加熱子移動速度、距離、夾持裝置拉伸長度等參數來制作性能不同的長周期光纖光柵，并且將融錐形光柵與其它結構串聯來進行多參數測量。但這種方法制出的長周期光纖光柵，工藝復雜，并且成本也很高。此外，還有一些LPFG制備方法的報道，如專利申請號：201510267320.8的中國發明專利“長周期光纖光柵及制備方法”提供了一種將光纖進行擴孔處理的方法來制備LPFG。但這種制作方法的工藝比較復雜，難于控制。因此，開發一種結構和制備工藝簡單，且成本低廉的LPFG顯得尤為重要。

發明內容

本發明的目的是提供一種結構簡單、制備工藝簡單、成本低廉的單模多模光纖級聯結構的LPFG制備方法。

為解決上述問題，作為本發明的第一方面，提供了一種單模多模光纖級聯結構的LPFG的制備方法，包括：將單模光纖和多模光纖的端面切割好，并通過光纖熔接機熔接在一起，然后將其水平放置在帶有高精度切割刀的裝置上，用夾具分別固定單模光纖端和多模光纖端，之后通過使用顯微鏡，使光纖在計算機上呈現出清晰的圖像。上述的切割刀與兩光纖夾具均置于位移臺上，并可以使其上的光纖處于水平狀態。然后利用移動精度為1μm的千分尺找到單模和多模光纖的熔接點，并保證熔接點與切割刀的位置剛好重合，記錄此時千分尺的讀數，旋轉千分尺使熔接點的位置向單模光纖方向移動，通過讀取千分尺的讀數，來獲得所需的多模光纖長度，當千分尺到達所要截取多模光纖的讀數時，使用高精度的切割刀進行切割，然后將該段多模光纖與另一根單模光纖進行熔接，重復上述步驟，就可以制備得到單模多模光纖級聯結構的長周期光纖光柵。

本發明還可以包括：

1、LPFG結構中單模光纖和多模光纖長度的截取是通過精度為1μm的千分尺進行控制的；所述的長周期光纖光柵的制備過程是在顯微鏡系統下進行的；

2、所述的LPFG中單模光纖長度為200～400μm，多模光纖長度為100～300μm，所述的LPFG一共3～6個周期，周期長度為300～1000μm，柵區長度為1～10mm。

3、所述的長周期光纖光柵中單模和多模光纖的外徑為125μm，單模纖芯直徑范圍為8～9μm，多模纖芯直徑范圍為50～65μm。