制作手征光纖Bragg光柵的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種制作手征光纖Bragg光柵的方法及裝置，包括：相向傳輸?shù)南嗤菪膱A偏振激光在偏光雙折射材料光纖纖芯中發(fā)生干涉，產(chǎn)生螺旋偏振駐波，所述螺旋偏振駐波調(diào)制偏光雙折射材料光纖纖芯的折射率，使偏光雙折射材料光纖纖芯產(chǎn)生主軸沿光纖旋轉的雙折射，得到左手螺旋或右手螺旋手征光纖Bragg光柵，所述雙折射主軸為沿光束偏振方向和與偏振及傳播方向垂直的方向。本發(fā)明的方法簡單、易于實現(xiàn)。
【專利說明】制作手征光纖Bragg光柵的方法及裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及光纖傳感及通信【技術領域】，尤其涉及一種制作手征光纖Bragg光柵的 方法及裝置。

【背景技術】
[0002] 手征光纖光柵根據(jù)周期不同可分為：1)長周期手征光纖光柵（周期幾百微米至毫 米量級），2)中周期手征光纖光柵（周期幾十至幾百微米），3)短周期手征光纖光柵，也稱 為手征光纖Bragg光柵（周期約微米量級）。前兩種光柵周期較長，可以在光纖預制棒拉制 光纖時快速旋轉預制棒或在熔融狀態(tài)下扭轉光纖來制作，但對于周期為微米量級的手征光 纖Bragg光柵，則很難通過上述方法來制作，因為很難在微米量級的長度上將光纖扭轉一 周。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種制作手征光纖Bragg光柵的方法及裝置， 用以解決現(xiàn)有技術中不能生產(chǎn)手征光纖Bragg光柵的問題。
[0004] 為解決上述問題，本發(fā)明主要是通過以下技術方案實現(xiàn)的：本發(fā)明一方面提供了 一種制作手征光纖Bragg光柵的方法，該方法包括 ：
[0005] 相向傳輸?shù)南嗤菪膱A偏振激光在偏光雙折射材料光纖纖芯中發(fā)生干涉，產(chǎn)生 螺旋偏振駐波，所述螺旋偏振駐波調(diào)制偏光雙折射材料光纖纖芯的折射率，使偏光雙折射 材料光纖纖芯產(chǎn)生主軸沿光纖旋轉的雙折射，得到左手螺旋或右手螺旋手征光纖Bragg光 柵，所述雙折射主軸為沿光束偏振方向和與偏振及傳播方向垂直的方向。
[0006] 優(yōu)選地，得到左手螺旋或右手螺旋手征光纖Bragg光柵的步驟之后還包括：
[0007] 所述偏光雙折射材料光纖的線雙折射旋轉周期使得光纖中前向傳輸?shù)睦w芯模式 與后向傳輸?shù)睦w芯模式之間產(chǎn)生f禹合。
[0008] 優(yōu)選地，所述螺旋偏振駐波對應的激光的波長為所述偏光雙折射材料的響應波 長。
[0009] 優(yōu)選地，所述偏光雙折射材料包括偶氮聚合物材料。
[0010] 本發(fā)明另一方面還提供了一種制作手征光纖Bragg光柵的裝置，該裝置包括：
[0011] 激光器31產(chǎn)生激光，該激光經(jīng)過隔離器32后，由線起偏器33產(chǎn)生高消光比線偏 振光，經(jīng)λ /4波片34產(chǎn)生左手螺旋或右手螺旋的圓偏振激光；
[0012] 通過聚焦透鏡35將左手螺旋或右手螺旋的圓偏振激光耦合至偏光雙折射材料光 纖36中，左手螺旋或右手螺旋的圓偏振激光由偏光雙折射材料光纖36出射，經(jīng)過準直透鏡 37,垂直照射至膽留相液晶反射器38,所述膽留相液晶反射器38將左手螺旋或右手螺旋的 圓偏振激光經(jīng)準直透鏡37反射回偏光雙折射材料光纖36中；
[0013] 相向傳輸?shù)南嗤菪膱A偏振激光在偏光雙折射材料光纖36中發(fā)生干涉，產(chǎn)生 螺旋偏振駐波，通過所述螺旋偏振駐波調(diào)制所述偏光雙折射材料光纖36的折射率，使所述 偏光雙折射材料光纖36產(chǎn)生主軸沿光纖旋轉的雙折射，得到左手螺旋或右手螺旋手征光 纖Bragg光柵，雙折射主軸為光束偏振方向和與偏振及傳播方向垂直的方向。
[0014] 優(yōu)選地，所述激光器31出射的激光的波長為所述偏光雙折射材料的響應波長。
[0015] 優(yōu)選地，所述偏光雙折射材料包括偶氮聚合物材料。
[0016] 本發(fā)明再一方面還提供了一種制作手征光纖Bragg光柵的裝置，該裝置包括：
[0017] 分束器43將隔離器42發(fā)送來的激光器41產(chǎn)生的激光分成兩路；
[0018] 第一路激光經(jīng)反射鏡44后，由線起偏器47和λ /4波片48產(chǎn)生左手螺旋或右手 螺旋的圓偏振激光，再由透鏡49耦合至偏光雙折射材料光纖410中；
[0019] 第二路激光經(jīng)反射鏡45和反射鏡46后，由線起偏器411和λ /4波片412產(chǎn)生與 第一路激光相同螺旋的左手螺旋或右手螺旋圓偏振激光，再由透鏡413耦合至偏光雙折射 材料光纖410中；
[0020] 兩路相向傳輸?shù)南嗤菪膱A偏振激光在偏光雙折射材料光纖410中發(fā)生干涉， 產(chǎn)生螺旋偏振駐波，所述螺旋偏振駐波調(diào)制偏光雙折射材料光纖410的纖芯的折射率，使 偏光雙折射材料光纖410纖芯產(chǎn)生主軸沿光纖旋轉的雙折射，形成左手螺旋或右手螺旋手 征光纖Bragg光柵。
[0021] 優(yōu)選地，所述激光器41發(fā)出的激光的波長為所述偏光雙折射材料的響應波長。
[0022] 優(yōu)選地，所述偏光雙折射材料包括偶氮聚合物材料。
[0023] 本發(fā)明有益效果如下：
[0024] 本發(fā)明僅通過選擇合適的偏光雙折射材料和相應的波長的激光，并使相向傳輸?shù)?相同螺旋的圓偏振激光在偏光雙折射材料光纖纖芯中發(fā)生干涉產(chǎn)生主軸沿光纖旋轉的雙 折射，來得到手征光纖Bragg光柵，該方法簡單、易于實現(xiàn)，有效解決了現(xiàn)有技術中不能生 產(chǎn)手征光纖Bragg光柵的問題。
[0025] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且部分的從說明書中變得 顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書、 權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現(xiàn)和獲得。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 圖1為本發(fā)明實施例的相向右手螺旋圓偏振激光干涉形成的螺旋偏振駐波的示 意圖；
[0027] 圖2為本發(fā)明實施例的相向左手螺旋圓偏振激光干涉形成的螺旋偏振駐波的示 意圖；
[0028] 圖3為本發(fā)明實施例的一種制作手征光纖Bragg光柵的裝置的結構示意圖；
[0029] 圖4是本發(fā)明實施例的另一種制作手征光纖Bragg光柵的裝置的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0030] 下面結合附圖來具體描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中，附圖構成本申請一部分，并 與本發(fā)明的實施例一起用于闡釋本發(fā)明的原理。為了清楚和簡化目的，當其可能使本發(fā)明 的主題模糊不清時，將省略本文所描述的器件中已知功能和結構的詳細具體說明。
[0031] 本發(fā)明實施例的主要目的是提供一種制作手征光纖Bragg光柵的方法及裝置，本 發(fā)明僅通過選擇合適的偏光雙折射材料和相應的波長的激光，并使相向傳輸?shù)南嗤菪?圓偏振激光在偏光雙折射材料光纖纖芯中發(fā)生干涉產(chǎn)生主軸沿光纖旋轉的雙折射，來得到 手征光纖Bragg光柵，該方法簡單、易于實現(xiàn)。下面就通過幾個具體實施例對本發(fā)明的技術 方案進行詳細說明。
[0032] 本發(fā)明實施例提供了一種制作手征光纖Bragg光柵的方法，包括：
[0033] S101、相向傳輸?shù)南嗤菪膱A偏振激光在偏光雙折射材料光纖纖芯中發(fā)生干 涉，產(chǎn)生螺旋偏振駐波；
[0034] 即，使偏光雙折射材料光纖纖芯中產(chǎn)生相向傳輸?shù)南嗤菪膱A偏振激光，該相 向傳輸?shù)南嗤菪膱A偏振激光在偏光雙折射材料光纖纖芯中發(fā)生干涉，產(chǎn)生螺旋偏振駐 波；
[0035] 使偏光雙折射材料光纖纖芯中產(chǎn)生相向傳輸?shù)南嗤菪膱A偏振激光的方法包 括：通過膽留相液晶反射器將圓偏振激光反射回偏光雙折射材料光纖中，或者通過分束器 將同一激光光束分為兩束，使上述兩束激光分別從所述偏光雙折射材料的兩側進入，并在 偏光雙折射材料光纖纖芯中發(fā)生干涉，產(chǎn)生螺旋偏振駐波；
[0036] S102、所述螺旋偏振駐波調(diào)制偏光雙折射材料光纖纖芯的折射率，使偏光雙折射 材料光纖纖芯產(chǎn)生主軸沿光纖旋轉的雙折射，得到左手螺旋或右手螺旋手征光纖Bragg光 柵，所述雙折射主軸為沿光束偏振方向和與偏振及傳播方向垂直的方向。
[0037] 得到左手螺旋或右手螺旋手征光纖Bragg光柵之后，所述偏光雙折射材料光纖的 線雙折射旋轉周期使得光纖中前向傳輸?shù)睦w芯模式與后向傳輸?shù)睦w芯模式產(chǎn)生耦合。
[0038] 在沿激光傳輸方向上，該雙折射主軸為沿光纖螺旋旋轉。
[0039] 本發(fā)明通過在光纖中相向傳輸具有相同螺旋的圓偏振激光，干涉產(chǎn)生螺旋偏振駐 波，光束偏振方向沿光纖螺旋旋轉，從而在光纖中產(chǎn)生雙折射，雙折射主軸沿光纖螺旋旋 轉。通過上述方法可以很簡單的獲得手征光纖Bragg光柵，有效解決了現(xiàn)有技術中不能生 產(chǎn)手征光纖Bragg光柵的問題。
[0040] 本發(fā)明實施例中的偏光雙折射材料包括偶氮聚合物材料，但不限于偶氮聚合物， 只要該材料具有偏光雙折射特性即可。
[0041] 本發(fā)明實施例中的相向傳輸?shù)南嗤菪龍A偏振激光可以都是右手螺旋的圓偏振 激光，也可以都是左手螺旋的圓偏振激光。右手螺旋的圓偏振激光為產(chǎn)生圖1所示的右手 螺旋偏振駐波，左手螺旋的圓偏振激光為產(chǎn)生圖2所示的左手螺旋偏振駐波。且，右手螺 旋偏振駐波產(chǎn)生右手螺旋手征光纖Bragg光柵，左手螺旋偏振駐波產(chǎn)生左手螺旋手征光纖 Bragg光柵。
[0042] 本發(fā)明實施例制作的手征光纖Bragg光柵可以在激光的照射下擦除，是可動態(tài)調(diào) 制的光纖Bragg光柵。因為偏光雙折射材料在激光的照射下可以形成雙折射，也可以在激 光照射下擦除，如偶氮聚合物材料，在365nm激光照射下形成雙折射，用435nm激光照射可 以擦除，因而可以動態(tài)的調(diào)制光纖光柵。
[0043] 本發(fā)明實施例中所述產(chǎn)生螺旋偏振駐波的激光器出射的激光的波長為所述偏光 雙折射材料的響應波長。在相應的響應波長范圍內(nèi)產(chǎn)生的雙折射效果更好。
[0044] 下面以一個具體的例子對本發(fā)明進行詳細的解釋：
[0045] 本發(fā)明使用的光纖為偏光雙折射材料制作的光纖。偏光雙折射材料在特定波段線 偏振光的照射下在偏振和垂直偏振兩個方向上將產(chǎn)生雙折射。使用相向傳輸?shù)木哂邢嗤?旋的兩束圓偏振激光，在偏光雙折射材料光纖纖芯里干涉形成螺旋偏振駐波。可以是兩束 相向傳輸?shù)淖笫致菪龍A偏振激光，也可以是兩束相向傳輸?shù)挠沂致菪龍A偏振激光。以右手 螺旋圓偏振激光為例，設光束傳輸方向為Z軸，則相向傳輸?shù)挠沂致菪膱A偏振激光可表 示為：

【權利要求】
1. 一種制作手征光纖Bragg光柵的方法，其特征在于，包括： 相向傳輸?shù)南嗤菪膱A偏振激光在偏光雙折射材料光纖纖芯中發(fā)生干涉，產(chǎn)生螺旋 偏振駐波，所述螺旋偏振駐波調(diào)制偏光雙折射材料光纖纖芯的折射率，使偏光雙折射材料 光纖纖芯產(chǎn)生主軸沿光纖旋轉的雙折射，得到左手螺旋或右手螺旋手征光纖Bragg光柵， 所述雙折射主軸為沿光束偏振方向和與偏振及傳播方向垂直的方向。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，得到左手螺旋或右手螺旋手征光纖Bragg 光柵的步驟之后還包括： 所述偏光雙折射材料光纖的線雙折射旋轉周期使得光纖中前向傳輸?shù)睦w芯模式與后 向傳輸?shù)睦w芯模式之間產(chǎn)生f禹合。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于， 所述螺旋偏振駐波對應的激光的波長為所述偏光雙折射材料的響應波長。
4. 根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述偏光雙折射材料包括偶氮聚合物 材料。
5. -種制作手征光纖Bragg光柵的裝置，其特征在于，包括： 激光器（31)產(chǎn)生激光，該激光經(jīng)過隔離器（32)后，由線起偏器（33)產(chǎn)生高消光比線 偏振光，經(jīng)λ/4波片（34)產(chǎn)生左手螺旋或右手螺旋的圓偏振激光； 通過聚焦透鏡（35)將左手螺旋或右手螺旋的圓偏振激光耦合至偏光雙折射材料光纖 (36)中，左手螺旋或右手螺旋的圓偏振激光由偏光雙折射材料光纖（36)出射，經(jīng)過準直透 鏡（37)，垂直照射至膽留相液晶反射器（38)，所述膽留相液晶反射器（38)將左手螺旋或右 手螺旋的圓偏振激光經(jīng)準直透鏡（37)反射回偏光雙折射材料光纖（36)中； 相向傳輸?shù)南嗤菪膱A偏振激光在偏光雙折射材料光纖（36)中發(fā)生干涉，產(chǎn)生螺 旋偏振駐波，通過所述螺旋偏振駐波調(diào)制所述偏光雙折射材料光纖（36)的折射率，使所述 偏光雙折射材料光纖（36)產(chǎn)生主軸沿光纖旋轉的雙折射，得到左手螺旋或右手螺旋手征 光纖Bragg光柵，雙折射主軸為光束偏振方向和與偏振及傳播方向垂直的方向。
6. 根據(jù)權利要求5所述的裝置，其特征在于， 所述激光器（31)出射的激光的波長為所述偏光雙折射材料的響應波長。
7. 根據(jù)權利要求5或6所述的裝置，其特征在于，所述偏光雙折射材料包括偶氮聚合物 材料。
8. -種制作手征光纖Bragg光柵的裝置，其特征在于，包括： 分束器（43)將隔離器（42)發(fā)送來的激光器（41)產(chǎn)生的激光分成兩路； 第一路激光經(jīng)反射鏡（44)后，由線起偏器（47)和λ/4波片（48)產(chǎn)生左手螺旋或右 手螺旋的圓偏振激光，再由透鏡（49)耦合至偏光雙折射材料光纖（410)中； 第二路激光經(jīng)反射鏡（45)和反射鏡（46)后，由線起偏器（411)和λ/4波片（412)產(chǎn) 生與第一路激光相同螺旋的左手螺旋或右手螺旋圓偏振激光，再由透鏡（413)耦合至偏光 雙折射材料光纖（410)中； 兩路相向傳輸?shù)南嗤菪膱A偏振激光在偏光雙折射材料光纖（410)中發(fā)生干涉，產(chǎn) 生螺旋偏振駐波，所述螺旋偏振駐波調(diào)制偏光雙折射材料光纖（410)的纖芯的折射率，使 偏光雙折射材料光纖（410)纖芯產(chǎn)生主軸沿光纖旋轉的雙折射，形成左手螺旋或右手螺旋 手征光纖Bragg光柵。
9. 根據(jù)權利要求8所述的裝置，其特征在于， 所述激光器（41)發(fā)出的激光的波長為所述偏光雙折射材料的響應波長。
10. 根據(jù)權利要求8或9所述的裝置，其特征在于，所述偏光雙折射材料包括偶氮聚合 物材料。
【文檔編號】G02B6/02GK104090328SQ201410324087
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月9日 優(yōu)先權日:2014年7月9日
【發(fā)明者】許華醒, 楊利, 張曉波 申請人:中國電子科技集團公司電子科學研究院