專利名稱：一種制作波長可調(diào)的光纖光柵的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖光柵制作技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種制作波長可調(diào)的光纖光柵的方
法，該方法采用相位掩模版制作光纖光柵，能夠制作出布拉格光柵、相移光柵、切趾光柵和 傾斜光柵中的任意一種或至少兩種的組合。
背景技術(shù)：
在光纖光柵制作領(lǐng)域，存在駐點(diǎn)寫入法、橫向干涉法、相位掩模版法(Hill K 0， Malo B， et al. Applied physical letter, 1993， vol (62) ， page :1035 1037)等諸多技 術(shù)，采用相位掩模版制作光纖光柵已經(jīng)成為目前的主流。該方法的關(guān)鍵是使用一個(gè)相位掩 模版，該相位掩模版是一個(gè)在石英硅襯底上刻制成周期為A的的相位光柵。當(dāng)紫外光垂直 照射到相位掩模版上時(shí)，在緊靠相位掩模版后面的光纖上就刻制出周期為A/2的光纖光 柵，光纖光柵的波長A等于光纖光柵的有效折射率rwf和A的乘積。
因?yàn)橄辔谎谀０娴闹芷谑枪潭ǖ?，所以如果不外加其它措施，則制作的光纖光柵 的波長也是固定的。為了得到不同波長的光纖光柵，就需要改變決定光纖光柵波長的參數(shù) iWf或者A的值。目前廣泛采用預(yù)加應(yīng)力的方法來改變周期A。該方法的特點(diǎn)是在制作 光纖光柵時(shí)，給光纖兩端施加拉力使光纖發(fā)生延展，在制作完成后卸除該拉力，光柵的周期 隨著光纖的恢復(fù)而變小，從而達(dá)到改變光纖光柵波長的目的。雖然該方法簡單實(shí)用，但由于 預(yù)加應(yīng)力不能過大，所以這種方法波長調(diào)節(jié)范圍一定，且該方法只能實(shí)現(xiàn)向短波方向的波 長調(diào)節(jié)。 此外還有采用改變光纖和相位掩模版距離的方法來制作具有不同波長的光纖光 柵，該方法要求紫外光的相干長度要大于光纖和相位掩模版的間距，否則就無法得到高質(zhì) 量的光纖光柵，目前來說紫外光的相干長度一般在百微米量級，因此該方法的可行性不高。

發(fā)明內(nèi)容
( — )要解決的技術(shù)問題 有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種制作波長可調(diào)的光纖光柵的方法，以
制作出各種波長的光纖光柵。
( 二 )技術(shù)方案 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
—種制作波長可調(diào)的光纖光柵的方法，該方法包括
將紫外光經(jīng)光闌進(jìn)入一焦距可調(diào)的透鏡組； 調(diào)節(jié)該透鏡組中各透鏡的組合，得到具有不同發(fā)散角的會(huì)聚光束、發(fā)散光束或平 行光束； 將得到具有不同發(fā)散角的會(huì)聚光束、發(fā)散光束或平行光束經(jīng)相位掩模版照射在光 纖上，完成光纖光柵制作。 上述方案中，該透鏡組中的透鏡為紫外發(fā)散透鏡或者會(huì)聚透鏡。
3
上述方案中，該透鏡組中的透鏡的數(shù)量至少為一個(gè)。 上述方案中，該紫外光是由準(zhǔn)分子激光器發(fā)射的。 上述方案中，該光纖的類型是光敏光纖，或者是經(jīng)增敏處理的光纖。 上述方案中，該光纖光柵的類型是布拉格光柵、相移光柵、切趾光柵和傾斜光柵中
的任意一種，或者是布拉格光柵、相移光柵、切趾光柵和傾斜光柵中至少兩者的組合。(三)有益效果 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，克服了采用預(yù)加應(yīng)力法只能向短波方向調(diào)節(jié)的限制，可以實(shí) 現(xiàn)向長波和短波雙方向的調(diào)節(jié)，能夠制作出各種波長的光纖光柵。此外，同采用改變光纖和 相位掩模版距離的方法來制作具有不同波長的光纖光柵的方法相比，采用本發(fā)明制作的光 纖光柵的成品率和質(zhì)量要更高。


為進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實(shí)例和附圖對本發(fā)明作一詳細(xì)的 描述，其中 圖1是本發(fā)明提供的制作波長可調(diào)的光纖光柵的方法流程圖； 圖2是依照本發(fā)明實(shí)施例采用相位掩模版制作光纖光柵的示意圖； 圖中1為準(zhǔn)分子激光器，2和5為紫外光，3為光闌，4為透鏡組，6為相位掩模版，
7為光纖，8和9分別為正一和負(fù)一級衍射紫外光。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照 附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。 請參照圖1，圖1是本發(fā)明提供的制作波長可調(diào)的光纖光柵的方法流程圖，該方法 包括以下步驟 步驟101 :將紫外光經(jīng)光闌進(jìn)入一焦距可調(diào)的透鏡組； 步驟102 :調(diào)節(jié)該透鏡組中各透鏡的組合，得到具有不同發(fā)散角的會(huì)聚光束、發(fā)散 光束或平行光束； 步驟103 :將得到具有不同發(fā)散角的會(huì)聚光束、發(fā)散光束或平行光束經(jīng)相位掩模 版照射在光纖上，完成光纖光柵制作。 請參照圖2，圖2是依照本發(fā)明實(shí)施例采用相位掩模版制作光纖光柵的示意圖，實(shí) 施例具體包括以下步驟 步驟一 氟化氪準(zhǔn)分子激光器1發(fā)射出248nm的紫外光2，紫外光2經(jīng)光闌3進(jìn)入 透鏡組4，光闌3用來限制入射光1的尺寸，取光闌尺寸為1.8cm。 步驟二 透鏡組4由兩個(gè)熔石英凸透鏡4a和4b組成，它們的焦距分別為12. 2cm 和21. 5cm，通過改變兩者的間距可以得到具有不同發(fā)散角的發(fā)散光路，會(huì)聚光路或平行光 路。取間距為33. 7cm， 46. 42cm和59. 13cm時(shí)，得到角度為0的平行光束，角度為5度和10 度的發(fā)散光束。其中透鏡可采用紫外發(fā)散透鏡或者會(huì)聚透鏡，在透鏡組合中透鏡的數(shù)量最 少為一個(gè)。 步驟三經(jīng)透鏡組4后的紫外光束5照射在具有周期性結(jié)構(gòu)的相位掩模版6 (相
4位掩模版的周期為1058. 3nm)上，從而產(chǎn)生出正一級衍射光8和負(fù)一級衍射光9，兩束衍 射光發(fā)生干涉形成沿光纖7方向的正弦型光強(qiáng)分布，光纖7為普通通信光纖，經(jīng)載氫處理 來增加其光敏性，在光強(qiáng)為正弦型分布的紫外光的照射下，光纖7的折射率也呈現(xiàn)出同樣 的正弦分布，這樣就形成了布拉格光纖光柵。在發(fā)散光束照射下，光纖光柵的波長向長波 方向調(diào)節(jié)，波長的調(diào)節(jié)量和角度成正比，他們的中心波長依次為1526. 54nm，1527. 05nm和 1527. 35nm。若采用會(huì)聚光束，光纖光柵的波長將向短波方向調(diào)節(jié)，同樣波長的調(diào)節(jié)量和角 度成正比。其中光纖可以是光敏光纖或經(jīng)增敏處理的光纖，制作的光纖光柵的類型可以是 布拉格光柵、相移光柵、切趾光柵和傾斜光柵中的任意一種，也可以是布拉格光柵、相移光 柵、切趾光柵和傾斜光柵中至少兩者的組合。 以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳 細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡 在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種制作波長可調(diào)的光纖光柵的方法，其特征在于，該方法包括將紫外光經(jīng)光闌進(jìn)入一焦距可調(diào)的透鏡組；調(diào)節(jié)該透鏡組中各透鏡的組合，得到具有不同發(fā)散角的會(huì)聚光束、發(fā)散光束或平行光束；將得到具有不同發(fā)散角的會(huì)聚光束、發(fā)散光束或平行光束經(jīng)相位掩模版照射在光纖上，完成光纖光柵制作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作波長可調(diào)的光纖光柵的方法，其特征在于，該透鏡組中 的透鏡為紫外發(fā)散透鏡或者會(huì)聚透鏡。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作波長可調(diào)的光纖光柵的方法，其特征在于，該透鏡組中 的透鏡的數(shù)量至少為一個(gè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作波長可調(diào)的光纖光柵的方法，其特征在于，該紫外光是 由準(zhǔn)分子激光器發(fā)射的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作波長可調(diào)的光纖光柵的方法，其特征在于，該光纖的類 型是光敏光纖，或者是經(jīng)增敏處理的光纖。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作波長可調(diào)的光纖光柵的方法，其特征在于，該光纖光柵 的類型是布拉格光柵、相移光柵、切趾光柵和傾斜光柵中的任意一種，或者是布拉格光柵、 相移光柵、切趾光柵和傾斜光柵中至少兩者的組合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制作波長可調(diào)的光纖光柵的方法，包括將紫外光經(jīng)光闌進(jìn)入一焦距可調(diào)的透鏡組；調(diào)節(jié)該透鏡組中各透鏡的組合，得到具有不同發(fā)散角的會(huì)聚光束、發(fā)散光束或平行光束；將得到具有不同發(fā)散角會(huì)聚光束、發(fā)散光束或平行光束經(jīng)相位掩模版照射在光纖上，完成光纖光柵制作。利用本發(fā)明，克服了采用預(yù)加應(yīng)力法只能向短波方向調(diào)節(jié)的限制，可以實(shí)現(xiàn)向長波和短波雙方向的調(diào)節(jié)，能夠制作出各種波長的光纖光柵。
文檔編號G02B6/02GK101726791SQ20081022482
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月22日
發(fā)明者劉育梁, 徐團(tuán)偉, 李芳 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所