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      基于融嵌芯中空光纖的長周期光纖光柵的制備方法

      文檔序號:2754081閱讀:148來源:國知局
      專利名稱:基于融嵌芯中空光纖的長周期光纖光柵的制備方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明屬于光纖通信和光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種光纖光柵的制備方法,具體 地說是一種長周期融嵌芯中空光纖光柵的制備技術(shù)。
      背景技術(shù)
      近年來,長周期光纖光柵因其插入損耗低、背向反射小,其傳輸譜對溫度、應(yīng) 變、環(huán)境折射率等多種因素的變化都比較敏感等優(yōu)點(diǎn),得到了科研人員的廣泛關(guān)注, 長周期光纖光柵的形成機(jī)理及制作工藝等技術(shù)的實(shí)現(xiàn)已經(jīng)日趨完善,如現(xiàn)有比較成 熟的技術(shù)芯單側(cè)、對稱、旋轉(zhuǎn)曝光制作的長周期光纖光柵、單芯旋轉(zhuǎn)折變型光纖光 柵[專利號200510057422. 3],多芯布拉格光纖光柵[美國專利NO. 2007028656IAl和 NO. 20070201793A1]等。從這些制作技術(shù)的發(fā)展可見,在新型特種光纖上制作長周期光纖光 柵已經(jīng)成為科研人員的新方向。典型的光纖是單芯結(jié)構(gòu),由包層環(huán)繞著纖芯構(gòu)成圓柱形光波導(dǎo),融嵌芯中空光纖 則是由纖芯、環(huán)形包層和空氣腔構(gòu)成;環(huán)形包層中間為空氣腔,芯位于包層空氣腔中且通 過融嵌懸掛于環(huán)形包層內(nèi)壁。對這種結(jié)構(gòu)光纖的概念早在1976年已被提出[美國專利 NO.3950073]。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明的目的在于提供一種能在融嵌芯中空光纖上形成光纖光柵的基于融嵌芯 中空光纖的長周期光纖光柵的制備方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的包括以下步驟(1)將一段待寫入光柵的融嵌芯光纖的一端與前標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖焊 接并拉錐,另一端與后標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖對準(zhǔn),使融嵌芯光纖中的一個光纖芯與后標(biāo)準(zhǔn)單芯光 纖的纖芯恰好對準(zhǔn),以便觀測融嵌芯光纖中的一個光纖芯的透射譜;(2)調(diào)節(jié)融嵌芯光纖 位置,使CO2激光束恰好對準(zhǔn)融嵌芯光纖橫截面圓周的一個位置,該位置由融嵌芯光纖的光 纖芯數(shù)目而定,當(dāng)光纖芯數(shù)目大于1時,保證至少兩個光纖芯受到曝光能量相等,通過單側(cè) 曝光寫入若干周期長周期光纖光柵;(3)調(diào)整與融嵌芯光纖末端對準(zhǔn)的后標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖, 使后標(biāo)準(zhǔn)單芯光的纖芯恰好對準(zhǔn)融嵌芯光纖的其他光纖芯以觀測其他芯的透射譜。所述的融嵌芯中空光纖由光纖芯、環(huán)形包層和空氣腔構(gòu)成;環(huán)形包層中間為空氣 腔,光纖芯位于包層空氣腔中,并且通過融嵌懸掛于環(huán)形包層內(nèi)壁。所述的融嵌芯中空光纖的環(huán)形包層的折射率小于光纖芯的折射率,環(huán)形包層的折 射率大于空氣腔的折射率。所述的融嵌芯中空光纖的光纖芯的數(shù)量為單芯、雙芯、三芯或四芯,且雙芯、三芯 和四芯均為對稱結(jié)構(gòu)。本發(fā)明在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上,利用高頻CO2激光脈沖在融嵌芯中空光纖上寫入長 周期光纖光柵,使芯的折射率被周期性調(diào)制。特別是在多芯融嵌芯中空光纖上制備光纖光柵。


      圖1(a)是融嵌芯中空光纖(單芯)橫截面結(jié)構(gòu)圖;圖1(b)是在融嵌芯中空光纖 上寫入長周期光纖光柵示意圖。其中1-懸掛芯;2-環(huán)形包層;3-空氣腔;4-在懸掛芯上寫 入的長周期光纖光柵,深色為折射率調(diào)制區(qū)。
      圖2(a)-圖2(c)是本發(fā)明的多芯融嵌芯中空光纖橫截面示意圖,其中圖2 (a)為 雙芯、圖2(b)為三芯、圖2(c)為四芯。其中2-1,2-2分別為雙芯融嵌芯中空光纖的兩個懸 掛芯;3-1,3-2,3-3分別為三芯融嵌芯中空光纖的三個懸掛芯;4-1,4-2,4-3,4-4分別為四 芯融嵌芯中空光纖的四個懸掛芯,5為CO2激光束。圖3(a)-圖3(c)是本發(fā)明分別在雙芯、三芯和四芯融嵌芯中空光纖上寫入長周期 光纖光柵示意圖。圖4是在雙芯融嵌芯中空光纖中寫入長周期光纖光柵裝置俯視示意圖。其中D-1、 D-2是兩根標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖;S是一段融嵌芯中空光纖;6是三維調(diào)節(jié)架;7是旋轉(zhuǎn)臺;該俯視 方向?yàn)閳D2(a)激光脈沖5入射方向。
      具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述以雙芯融嵌芯中空光纖長周期光纖光柵制備方法為例,圖4中光纖D-1、D-2選用 長飛標(biāo)準(zhǔn)單模光纖G. 625,光纖S選用雙芯融嵌芯中空光纖,光譜儀型號為AQ6317B,光源選 用ASE寬帶光源。在雙芯融嵌芯中空光纖上寫入的長周期光纖光柵周期為620 μ m,周期數(shù) 為40左右,光柵寫入長度約2. 5cm。在雙芯融嵌芯中空光纖中寫入長周期光纖光柵包括以下步驟1、取一段待寫入光柵的雙芯融嵌芯光纖S,將其一端與一根標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖D-I焊 接并拉錐;2、將雙芯融嵌芯光纖S的另一端與標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖D-2對準(zhǔn),通過三維調(diào)節(jié)架6使 雙芯融嵌芯光纖的其中一個芯2-1與單芯光纖的纖芯恰好對準(zhǔn);3、光纖D-2出射光由光譜儀OSA接收;4、通過旋轉(zhuǎn)臺7調(diào)節(jié)雙芯融嵌芯光纖S位置,如圖2(a)使CO2激光束恰好對準(zhǔn) 雙芯融嵌芯光纖橫截面上芯2-1旋轉(zhuǎn)90°的位置,此位置能夠?qū)崿F(xiàn)兩個芯受到曝光能量相 等;5、用CO2激光脈沖對光纖S進(jìn)行周期性曝光,在融嵌芯光纖中寫入光柵,在光譜儀 OSA中觀測芯2-1的透射譜;6、調(diào)整光纖D-2位置,通過三維調(diào)節(jié)架6使融嵌芯光纖的另一個芯2_2與單芯光 纖的纖芯恰好對準(zhǔn),在光譜儀OSA中觀測芯2-2的透射譜。
      權(quán)利要求
      一種基于融嵌芯中空光纖的長周期光纖光柵的制備方法,其特征是包括以下步驟(1)將一段待寫入光柵的融嵌芯光纖的一端與前標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖焊接并拉錐,另一端與后標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖對準(zhǔn),使融嵌芯光纖中的一個光纖芯與后標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖的纖芯恰好對準(zhǔn),以便觀測融嵌芯光纖中的一個光纖芯的透射譜;(2)調(diào)節(jié)融嵌芯光纖位置,使CO2激光束恰好對準(zhǔn)融嵌芯光纖橫截面圓周的一個位置,該位置由融嵌芯光纖的光纖芯數(shù)目而定,當(dāng)光纖芯數(shù)目大于1時,保證至少兩個光纖芯受到曝光能量相等,通過單側(cè)曝光寫入若干周期長周期光纖光柵;(3)調(diào)整與融嵌芯光纖末端對準(zhǔn)的后標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖,使后標(biāo)準(zhǔn)單芯光的纖芯恰好對準(zhǔn)融嵌芯光纖的其他光纖芯以觀測其他芯的透射譜。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于融嵌芯中空光纖的長周期光纖光柵的制備方法,其特征 是所述的融嵌芯中空光纖由光纖芯、環(huán)形包層和空氣腔構(gòu)成;環(huán)形包層中間為空氣腔,光 纖芯位于包層空氣腔中,并且通過融嵌懸掛于環(huán)形包層內(nèi)壁。
      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于融嵌芯中空光纖的長周期光纖光柵的制備方法,其特征 是所述的融嵌芯中空光纖的環(huán)形包層的折射率小于光纖芯的折射率,環(huán)形包層的折射率 大于空氣腔的折射率。
      4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于融嵌芯中空光纖的長周期光纖光柵的制備方法,其 特征是所述的融嵌芯中空光纖的光纖芯的數(shù)量為單芯、雙芯、三芯或四芯,且雙芯、三芯和 四芯均為對稱結(jié)構(gòu)。
      全文摘要
      本發(fā)明提供的是一種基于融嵌芯中空光纖的長周期光纖光柵的制備方法。(1)將一段待寫入光柵的融嵌芯光纖的一端與前標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖焊接并拉錐,另一端與后標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖對準(zhǔn),使融嵌芯光纖中的一個光纖芯與后標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖的纖芯恰好對準(zhǔn);(2)調(diào)節(jié)融嵌芯光纖位置,使CO2激光束恰好對準(zhǔn)融嵌芯光纖橫截面圓周的一個位置,通過單側(cè)曝光寫入若干周期長周期光纖光柵;(3)調(diào)整與融嵌芯光纖末端對準(zhǔn)的后標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖,使后標(biāo)準(zhǔn)單芯光的纖芯恰好對準(zhǔn)融嵌芯光纖的其他光纖芯以觀測其他芯的透射譜。本發(fā)明利用高頻CO2激光脈沖在融嵌芯中空光纖上寫入長周期光纖光柵,使芯的折射率被周期性調(diào)制。特別是在多芯融嵌芯中空光纖上制備光纖光柵。
      文檔編號G02B6/02GK101840019SQ20101015915
      公開日2010年9月22日 申請日期2010年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月29日
      發(fā)明者關(guān)春穎, 王雪, 苑立波 申請人:哈爾濱工程大學(xué)
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