專利名稱：：一種可調諧啁啾光纖光柵的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及光纖光柵制作領域，特別涉及可調諧啁啾光纖光柵的制作方法。
背景技術：
：可調諧啁啾光纖光柵是一種重要的光纖光學元件，是實現(xiàn)可調諧色散補償器件、帶寬可調諧光濾波器、可變光延遲線等重要器件的核心元件，在各種光纖通信和光纖光學設備中具有廣泛的應用，典型的應用包括光纖通信系統(tǒng)中的色散補償，軍事中雷達陣列的可變延遲線等，市場前景廣闊。光纖光柵的常規(guī)制作方法有多種，其中以均勻光纖光柵的制作方法和工藝最為成熟，且成本低廉。相反，目前啁啾光纖光柵制作還缺乏核心技術，制作方法復雜，工藝繁難，且成本較高。啁啾光纖光柵的實現(xiàn)，一般可以通過改變光纖的纖芯折射率，在纖芯中實現(xiàn)一個折射率梯度，從而將一個均勻光纖光柵轉變?yōu)檫惫饫w光柵?？烧{諧啁啾光纖光柵的實現(xiàn)則需要使得這個折射率梯度可調諧。由于光纖折射率依賴于溫度和應力，因此可以在光纖纖芯中實現(xiàn)一個可調諧的溫度或者應力梯度來實現(xiàn)可調諧的折射率梯度。由于溫度和應力可由外部設備進行調節(jié)，比如將光纖置于一個溫控設備或者將光纖擠壓、拉升等來施與應力，改變溫度或者改變施加的應力，都可以改變纖芯的折射率，從而實現(xiàn)可調諧啁啾光纖光柵。在可調諧啁啾光纖光柵開發(fā)方面，已經進行了多種嘗試。由于應力梯度不容易實現(xiàn)，且過大的應力對光纖有損壞，因此多數(shù)方案都是基于可調諧溫度梯度的方案。例如，文獻“Adjustabledispersion-compensationdeviceswithwavelengthtunabilitybasedonenhancedthermalchirpedoffiberBragggratings，，，(B·Dabarsyah，C.S.Goh,S.K.Khijwania,S.Y.Set，K·Katoh，andK·Kikuchi，IEEEPtoton.Technol.Lett.,Vol.15，No.3，pp.416-418，Mar2003.)將均勻光纖光柵置于一個鋅金屬的基片上，通過在基片兩端加上溫控設備，利用鋅基片中熱傳導實現(xiàn)的溫度梯度來控制光纖纖芯的溫度和折射率從而實現(xiàn)啁啾光纖光柵。這種類型的方案，體積比較大，響應速度也比較慢。文獻"Tunabledispersionequalizerwithadividedthin-filmheaterfor40-Gb/sRZtransmissions,，，(S.Matsumoto,T.Ohira,M.Takabayashi,K.Yoshiara,andT.Sugihara,IEEEPhoton.Technol.Lett.，vol.13，No.8，pp.827—829，Aug.2001.)描述了一種基于分段式薄膜加熱器的可調諧啁啾光纖光柵。這種方案需要在光纖表面沉積上32個薄膜加熱器，通過對各個薄膜加熱器進行控制來調諧溫度分布。這類可調諧啁啾光纖光柵雖然響應速度比較快，但制作困難，控制起來也比較復雜。2004年姜典杰、陳向飛等人在“可調諧色散補償器的設計與制作方法”中國發(fā)明專利(申請?zhí)?00410000339.8)中提出了使用通過取樣光柵的啁啾取樣周期(CSP)來獲得等效的啁啾光柵周期(CGP)以及采用精密機械裝置實現(xiàn)調諧的方法。這種采用精密機械裝置來調諧的方法，價格昂貴，體積較大，在一定程度上限制了其應用。孫杰、戴一堂等人在"40G/s光通信系統(tǒng)用的非線性啁啾光纖光柵制作方法”中國發(fā)明專利(專利授權公告號CN200610011411.6)中提出了利用電流通過金屬鍍層時產生的熱效應實現(xiàn)光纖光柵的可調諧性的方法。但這種方法需要在光纖上鍍金屬膜，引出電極等步驟，制作工藝難度較大，制作設備也較為昂貴，其應用也受到一定程度限制。此外，這些方法所實現(xiàn)的調諧速度都比較慢，難以滿足一些需要快速調諧的應用場合。
發(fā)明內容為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的是提供一種基于光調諧的可調諧啁啾光纖光柵的制作方法。本發(fā)明的目的通過以下技術方案實現(xiàn)一種可調諧啁啾光纖光柵的制作方法，包括以下步驟(1)使用稀土摻雜的光纖制作光纖光柵。(2)通過光纖耦合器件將泵浦激光光源產生的泵浦激光耦合入步驟(1)制作的光纖光柵；泵浦激光在光纖光柵中產生沿激光傳播方向逐漸下降的溫度梯度；通過該溫度梯度改變光纖光柵的折射率，在光纖光柵中形成折射率梯度，得到啁啾光纖光柵；(3)改變泵浦激光光源的功率，光纖光柵中的溫度梯度場以及折射率梯度場也隨之改變，實現(xiàn)啁啾光纖光柵的可調諧性，得到可調諧啁啾光纖光柵。優(yōu)選的，所述步驟(1)使用稀土摻雜的光纖制作光纖光柵，具體包括以下過程使用193nm紫外激光照射掩模板，對光纖進行刻寫，得到均勻光纖光柵。優(yōu)選的，所述對光纖進行刻寫的過程中，使用寬帶光源和光譜儀實時監(jiān)控光纖光柵的刻寫效果，使用1550nm波段的光隔離器保護光譜儀。優(yōu)選的，所述步驟O)中所述光纖耦合器件為波分復用器件。優(yōu)選的，所述泵浦激光為980nm波段的泵浦激光。優(yōu)選的，使用980nm波段的光隔離保護所述980nm波段的泵浦激光光源。優(yōu)選的，所述稀土摻雜的光纖為Er、％共摻雜的光纖。本發(fā)明基于稀土元素摻雜的光纖中制作光纖光柵，將泵浦光耦合進制作好的光纖光柵，利用泵浦光在光纖光柵中形成的溫度梯度場來改變光纖光柵的折射率，從而將常規(guī)光纖光柵轉變?yōu)檫惫饫w光柵，同時，通過改變耦合進入的泵浦光功率來改變光纖光柵中的溫度梯度場和光纖光柵的折射率，從而實現(xiàn)啁啾光纖光柵的可調諧特性，實現(xiàn)基于光調諧方式的可調諧啁啾光纖光柵。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術具有以下優(yōu)點和技術效果1、本發(fā)明在制作光纖光柵時所采用的制作工藝可以選用任何一種常規(guī)的光纖光柵制作工藝，常規(guī)的光纖光柵制作工藝已發(fā)展成熟穩(wěn)定、成本低廉，從而降低了可啁啾光柵的生產成本，并具有工藝穩(wěn)定的優(yōu)點。2、在實現(xiàn)啁啾光纖光柵時，不是采用預先設計光纖光柵的制作參數(shù)的方法，而是采用注入泵浦激光到稀土摻雜的光纖光柵中，在光纖光柵中形成溫度梯度，由于光纖光柵的折射率與溫度線性相關，光纖光柵中形成的溫度梯度導致了折射率梯度的形成，從而可以將均勻光纖光柵轉變成為啁啾光纖光柵，克服了現(xiàn)有的啁啾光纖光柵制作工藝復雜的問題。3、在實行啁啾光纖光柵的可調諧性過程時，不是采用調節(jié)外加設備來對光纖光柵施與可變的外加應力或者溫度，而是采用調節(jié)泵浦激光光功率，改變光纖光柵內部的溫度分布，從而實現(xiàn)可調諧性，克服了現(xiàn)有的實現(xiàn)啁啾光纖光柵可調諧過程的操作復雜、成本高、響應速度慢的問題，具有工藝簡單，工藝穩(wěn)定、成本低廉、響應速度快的優(yōu)點。圖1為本發(fā)明的可調諧啁啾光纖光柵的制作方法的流程圖。具體實施例方式下面結合實施例及附圖，對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例如圖1所示，本發(fā)明的可調諧啁啾光纖光柵的制作方法包括以下步驟(1)使用Er、Yb共摻雜的光纖制作均勻光纖光柵，具體過程如下使用193nm紫外激光照射掩模板，對光纖進行刻寫，得到均勻光纖光柵，對光纖進行刻寫的過程中，使用寬帶光源和光譜儀實時監(jiān)控光纖光柵的刻寫效果，使用1550nm波段的光隔離器保護光譜儀。(2)將980nm波段的泵浦激光通過波分復用器件耦合入步驟(1)制作的光纖光柵；泵浦激光在光纖光柵中產生沿激光傳播方向逐漸下降的溫度梯度；通過該溫度梯度改變光纖光柵的折射率，在光纖光柵中形成折射率梯度，得到啁啾光纖光柵；所述折射率梯度場可由下式計算權利要求1.一種可調諧啁啾光纖光柵的制作方法，其特征在于，包括以下步驟(1)使用稀土摻雜的光纖制作光纖光柵；(2)通過光纖耦合器件將泵浦激光光源產生的泵浦激光耦合入步驟(1)制作的光纖光柵；泵浦激光在光纖光柵中產生沿激光傳播方向逐漸下降的溫度梯度；通過該溫度梯度改變光纖光柵的折射率，在光纖光柵中形成折射率梯度，得到啁啾光纖光柵；(3)改變泵浦激光光源的功率，光纖光柵中的溫度梯度場以及折射率梯度場也隨之改變，實現(xiàn)啁啾光纖光柵的可調諧性。2.根據(jù)權利要求1所述的一種可調諧啁啾光纖光柵的制作方法，其特征在于，所述步驟(1)使用稀土摻雜的光纖制作光纖光柵，具體包括以下過程使用193nm紫外激光照射掩模板，對光纖進行刻寫，得到均勻光纖光柵。3.根據(jù)權利要求2所述的一種可調諧啁啾光纖光柵的制作方法，其特征在于，所述對光纖進行刻寫的過程中，使用寬帶光源和光譜儀實時監(jiān)控光纖光柵的刻寫效果，使用1550nm波段的光隔離器保護光譜儀。4.根據(jù)權利要求1所述的一種可調諧啁啾光纖光柵的制作方法，其特征在于，所述步驟O)中所述光纖耦合器件為波分復用器件。5.根據(jù)權利要求1所述的一種可調諧啁啾光纖光柵的制作方法，其特征在于，所述泵浦激光為980nm波段的泵浦激光。6.根據(jù)權利要求5所述的一種可調諧啁啾光纖光柵的制作方法，其特征在于，使用980nm波段的光隔離保護所述980nm波段的泵浦激光光源。7.根據(jù)權利要求16任一項所述的一種可調諧啁啾光纖光柵的制作方法，其特征在于，所述稀土摻雜的光纖為Er、％共摻雜的光纖。全文摘要本發(fā)明公開了一種可調諧啁啾光纖光柵的制作方法，本發(fā)明基于稀土元素摻雜的光纖中制作光纖光柵，將泵浦光耦合進制作好的光纖光柵，利用泵浦光在光纖光柵中形成的溫度梯度場來改變光纖光柵的折射率，從而將常規(guī)光纖光柵轉變?yōu)檫惫饫w光柵，同時，通過改變耦合進入的泵浦光功率來改變光纖光柵中的溫度梯度場和光纖光柵的折射率，從而實現(xiàn)啁啾光纖光柵的可調諧特性，實現(xiàn)基于光調諧方式的可調諧啁啾光纖光柵。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有工藝簡單，工藝穩(wěn)定、成本低廉、響應速度快的優(yōu)點。文檔編號G02B6/02GK102122023SQ20111009332公開日2011年7月13日申請日期2011年4月14日優(yōu)先權日2011年4月14日發(fā)明者關柏鷗,程凌浩申請人:暨南大學