[發明專利]一種線性可移動光纖光柵連續刻寫系統和方法

在審

• 申請號: 202110973401.5
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113671621A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 鄭加金;仲昱沛;楊曉磊;伍廉彬;劉愷;韋瑋
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 楊靜

本發明屬于光纖光柵技術領域，公開了一種線性可移動光纖光柵連續刻寫系統和方法，包括紫外激光器、光學導軌、第一線性位移平臺、寬帶光源、光敏光纖、環形器、光譜儀、計算機以及第二線性位移平臺；在所述光學導軌上依次布置有反射鏡、第一光闌、第二光闌、擴束器、柱透鏡及相位掩模板；所述第二線性位移平臺依次設置有第一光纖夾具和第二光纖夾具，所述第一光纖夾具和第二光纖夾具用于夾持固定光敏光纖。本發明的有益效果為：將線性移動平臺與光纖光柵刻寫結合，能夠在同一根光纖上連續刻寫無焊點串接的光纖光柵陣列。

技術領域

本發明屬于光纖光柵技術領域，具體涉及一種線性可移動光纖光柵連續刻寫系統和方法。

背景技術

光纖布拉格光柵是一種廣泛應用于光纖通信和光纖傳感領域的關鍵器件。

自1978年加拿大通信研究中心的Hill等人刻寫出第一根光纖光柵以來，光纖光柵在光通信、光傳感、激光器等領域取得了廣泛的應用，具有極大的應用價值，是實現縱模、偏振、橫模等模式選擇、環境感知、濾波、色散管理等多項功能的核心元器件。特別是隨著近年光纖激光器的興起，光纖光柵作為實現全光纖激光器不可或缺的關鍵元件，也具有了極大的市場需求。

經過多年的發展，研究人員開發了多種光纖光柵刻寫方法，從使用光源來看，其激光主要有193nm、248nm中紫外準分子激光，308nm、334nm近紫外激光，400nm、800nm飛秒激光以及488nm的氬離子激光和10.6μm的CO2激光；從刻寫技術來看主要有內部寫入、全息干涉、分波前干涉、靜態/掃描相位掩模、在線成柵、直接寫入等。

中科院上海光機所（以下簡稱“光機所”）和南京聚科光電科技有限公司（以下簡稱“聚科光電”）從20世紀末開始就對光纖光柵展開了研究，包括刻寫技術、光柵種類、特性及應用等幾乎涉及光纖光柵的各個方面。聚科光電基于光機所在該領域近20年的技術積累，開發了具有良好移植性、可靠性、刻寫性能的光纖光柵刻寫平臺。

但目前絕大部分的光纖光柵刻寫平臺搭建的光路刻寫時只能進行單次的刻寫，不能進行自動多段連續刻寫。

發明內容

針對光纖光柵刻寫平臺搭建的光路刻寫時只能進行單次刻寫的問題，本發明提出了一種線性可移動光纖光柵連續刻寫系統和方法，將線性移動平臺與光纖光柵刻寫結合，能夠在同一根光纖上連續刻寫無焊點串接的光纖光柵陣列。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種線性可移動光纖光柵連續刻寫系統，包括紫外激光器（1）、光學導軌（2）、第一線性位移平臺（3）、寬帶光源（10）、光敏光纖（13）、環形器（14）、光譜儀（15）、計算機（17）以及第二線性位移平臺（16）；在所述光學導軌上依次布置有反射鏡（4）、第一光闌（5）、第二光闌（6）、擴束器（7）、柱透鏡（8）及相位掩模板（9）；所述第二線性位移平臺（16）依次設置有第一光纖夾具（11）和第二光纖夾具（12），所述第一光纖夾具（11）和第二光纖夾具（12）用于夾持固定光敏光纖（13）；

所述光學導軌（2）設置于第一線性移動平臺（3）上，所述第一線性移動平臺（3）和第二線性移動平臺（16）分別與計算機（17）連接，所述計算機（17）用于控制光學導軌（2）、第一光纖夾具（11）以及第二光纖夾具（12）的移動速度和移動方式；

所述反射鏡（4）、第一光闌（5）、第二光闌（6）、擴束器（7）、柱透鏡（8）及相位掩模板（9）能夠跟隨光學導軌（2）在第一線性移動平臺（3）上按計算機（17）設定的速度和方式同步移動；

所述反射鏡（4）用于改變紫外激光的軌跡，并確保由紫外激光器（1）發出的紫外激光束位于第一光闌（5）、第二光闌（6）、擴束器（7）、柱透鏡（8）及相位掩模板（9）的中心線；

所述環形器（14）與寬帶光源（10）、光譜儀（15）以及光敏光纖（13）分別連接，并用于改變反射光信號的方向，便于光譜儀（15）的信號采集。