[發(fā)明專利]適用于任意光譜形狀的帶阻濾波器、及其制備方法與系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110017422.X
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112764153B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆志君;宋青果;李曉磊;孫琪真
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 孔娜;李智

本發(fā)明屬于光學(xué)器件相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，其公開了一種適用于任意光譜形狀的帶阻濾波器、及其制備方法與系統(tǒng)，所述帶阻濾波器包括單模光纖包層、單模光纖纖芯及傾斜光纖光柵，所述單模光纖包層包裹在所述單模光纖纖芯的外部，其覆蓋在所述單模光纖纖芯上，所述傾斜光纖光柵被刻寫在所述單模光纖纖芯上；其中，所述傾斜光纖光柵為連續(xù)刻寫的非均勻周期、折射率調(diào)制可控的變跡傾斜啁啾光纖光柵；所述傾斜光纖光柵將所述單模光纖纖芯中的傳輸光耦合到所述單模光纖包層中，且由于其是啁啾形而使得該傳輸光出現(xiàn)預(yù)定波長范圍的帶寬損耗。本發(fā)明制作過程簡便、制作成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光學(xué)器件相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種適用于任意光譜形狀的帶阻濾波器、及其制備方法與系統(tǒng)。

背景技術(shù)

光譜濾波器是利用光學(xué)元件對不同波長的光產(chǎn)生不同透過率來進(jìn)行光濾波的光器件，在光通信、光傳感等技術(shù)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

為了實(shí)現(xiàn)光譜帶阻濾波器，目前已有的方案是將傾斜光纖光柵與啁啾光柵相結(jié)合，通過啁啾率確定的相位掩膜板來進(jìn)行變跡傾斜啁啾光纖光柵的刻寫，這種變跡傾斜啁啾光纖光柵可以用作寬帶帶阻濾波器，但要改變?yōu)V波器的參數(shù)必須更換掩膜板，這提高了濾波器制作的成本，并且對于制作具有特定形狀光譜的光譜濾波器，這種方法并不適用。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種適用于任意光譜形狀的帶阻濾波器、及其制備方法與系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有的帶阻濾波器光譜形狀不可控的問題。所述帶阻濾波器的光纖纖芯中傳輸?shù)墓獠ㄝ椛漶詈铣龉饫w實(shí)現(xiàn)帶阻濾波功能，通過沿光纖軸向刻寫變跡傾斜啁啾光柵，并且設(shè)定沿光柵軸向折射率調(diào)制深度按特定形狀分布，實(shí)現(xiàn)變跡傾斜光纖光柵濾波器的光譜形狀控制，以實(shí)現(xiàn)在自由光譜范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)任意光譜形狀的光譜濾波。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種適用于任意光譜形狀的帶阻濾波器，所述帶阻濾波器包括單模光纖包層、單模光纖纖芯及傾斜光纖光柵，所述單模光纖包層包裹在所述單模光纖纖芯的外部，其覆蓋在所述單模光纖纖芯上，所述傾斜光纖光柵被刻寫在所述單模光纖纖芯上；

其中，所述傾斜光纖光柵為連續(xù)刻寫的非均勻周期、折射率調(diào)制可控的變跡傾斜啁啾光纖光柵；所述傾斜光纖光柵將所述單模光纖纖芯中的傳輸光耦合到所述單模光纖包層中，且由于其是啁啾形而使得該傳輸光出現(xiàn)預(yù)定波長范圍的帶寬損耗。

進(jìn)一步地，所述傾斜光纖光柵的光柵柵面結(jié)構(gòu)與纖軸形成預(yù)定夾角，且該傾斜光纖光柵的光柵周期沿纖軸線性變化Λ(z)，光柵沿光纖不同位置z處有不同的光柵周期。

進(jìn)一步地，所述傾斜光纖光柵的相對折射率調(diào)制深度按照相對折射率調(diào)制函數(shù)Δn(z)分布，且相對折射率調(diào)制函數(shù)Δn(z)分布使得帶阻濾波器的光譜形狀S(λ)得到調(diào)控。

進(jìn)一步地，Δn(z)與S(λ)滿足以下公式：

式中，S(λ)為帶阻濾波器光譜分布；Δn(z)為相對折射率調(diào)制函數(shù)；β(Δn(z),λ)為特定波長和位置光柵耦合系數(shù)；l為光柵長度；

Δn(z)∝P(z)*V(z)

式中，P(z)為紫外激光光束沿光柵長度的強(qiáng)度分布，V(z)為折射率調(diào)制可見度沿光柵長度分布，其變化范圍為0～1。

進(jìn)一步地，所述傾斜光纖光柵對不同波長光的帶阻濾波強(qiáng)度取決于所述傾斜光纖光柵的相對調(diào)制深度Δn。

進(jìn)一步地，所述傾斜光纖光柵沿光柵軸向的折射率調(diào)制相對強(qiáng)度滿足任意分布；所述單模光纖包層的組成材料包括石英；在刻寫之前對所述光纖纖芯進(jìn)行載氫增敏處理。

按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種如上所述的適用于任意光譜形狀的帶阻濾波器的制備方法，所述制備方法為紫外激光光強(qiáng)調(diào)制直刻法。