一種啁啾光纖光柵及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光纖傳感與通訊技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種啁啾光纖光柵的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]啁啾光纖光柵是一種重要的光纖光學(xué)元器件。啁啾光纖光柵的柵格周期或有效折射率是不均勻的，導(dǎo)致沿光柵長度的不同點處反射波長不同，可用于實現(xiàn)色散補償，因此啁啾光纖光柵在光纖通信和光纖光學(xué)設(shè)備中具有廣泛的應(yīng)用。
[0003]目前的啁啾光纖光柵制作方法有:非相似波前干涉法、相位掩膜法、二次曝光法、錐形法、光纖傾斜法，溫度梯度法等。然而，非相似波前干涉法和光纖傾斜法均要求用于制作光纖光柵的激光光源有很好的相干性；二次曝光法、錐形法是以改變光柵的有效折射率為基礎(chǔ)來制作啁啾光纖光柵，由于有效折射率的變化量有限，所以制作出的光柵的反射帶寬受到了很大的限制；相位掩膜法需要購買價格昂貴的啁啾相位掩膜板。另外，通常啁啾光纖光柵在制作過程中需要去除光纖包層，導(dǎo)致制作完畢的啁啾光纖光柵在柵格區(qū)域存在裸纖，造成在實際使用過程中易碎，使用非常不便，所有這些問題都限制了啁啾光纖光柵發(fā)展和應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種啁啾光纖光柵及其制作方法，以克服已有技術(shù)的不足。
[0005]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:
[0006]—種啁啾光纖光柵的制作方法，該制作方法的步驟如下:
[0007]步驟1:將設(shè)有凹槽的形狀記憶合金絲放入S形模具中，將放入有所述形狀記憶合金絲的S形模具放入加熱爐中加熱；
[0008]步驟2:停止所述加熱爐的加熱，使所述形狀記憶合金絲隨所述加熱爐冷卻；
[0009]步驟3:待所述形狀記憶合金絲和所述S形模具冷卻后，從所述加熱爐中取出所述S形模具，并將所述形狀記憶合金絲從所述S形模具中取出，再將冷卻后呈S形狀的形狀記憶合金絲拉直；
[0010]步驟4:將均勻周期光纖光柵粘貼在拉直后的形狀記憶合金絲的凹槽內(nèi)，將粘貼有所述均勻周期光纖光柵的形狀記憶合金絲加熱，直至所述粘貼有所述均勻周期光纖光柵的形狀記憶合金絲發(fā)生變形并恢復(fù)到上述S形狀；
[0011]步驟5:待所述恢復(fù)到上述S形狀的形狀記憶合金絲冷卻后，即得到外層包裹有形狀記憶合金絲的啁啾光纖光柵。
[0012]進一步地，上述啁啾光纖光柵的制作方法中，所述步驟I包括:將設(shè)有所述凹槽的所述形狀記憶合金絲放入所述S形模具中，將所述S形模具放入內(nèi)部溫度為400-500攝氏度的加熱爐中加熱。
[0013]進一步地，所述步驟I包括:將設(shè)有所述凹槽的所述形狀記憶合金絲放入所述S形模具中，將所述S形模具放入內(nèi)部溫度為450攝氏度的加熱爐中加熱2個小時。
[0014]進一步地，上述啁啾光纖光柵的制作方法中，所述步驟4包括:將均勻周期光纖光柵粘貼在拉直后的形狀記憶合金絲的凹槽內(nèi)，將粘貼有所述均勻周期光纖光柵的形狀記憶合金絲加熱至60-100攝氏度，直至所述粘貼有所述均勻周期光纖光柵的形狀記憶合金絲發(fā)生變形并恢復(fù)到上述S形狀。
[0015]作為一種實施方式，所述加熱爐為馬弗爐。
[0016]進一步地，上述啁啾光纖光柵的制作方法中，所述形狀記憶合金絲的直徑為0.5毫米，所述S形模具的每個半波的半徑為3.18毫米。
[0017]優(yōu)選的，上述啁啾光纖光柵的制作方法中，所述形狀記憶合金絲的材質(zhì)為鈦鎳合金。
[0018]優(yōu)選的，上述啁啾光纖光柵的制作方法中，所述均勻周期光纖光柵為長周期光纖光柵。
[0019]優(yōu)選的，上述啁啾光纖光柵的制作方法中，所述均勻周期光纖光柵為布拉格光纖光柵。
[0020]一種啁啾光纖光柵，所述啁啾光纖光柵為通過上述啁啾光纖光柵的制作方法制得的啁啾光纖光柵。
[0021]通過上述啁啾光纖光柵的制作方法制得啁啾光纖光柵，結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可重復(fù)使用、滿足多種工作環(huán)境的要求。
[0022]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明包括以下有益效果:
[0023]本發(fā)明提供一種啁啾光纖光柵的制作方法，該方法為:將帶有凹槽的形狀記憶合金絲高溫定形為S形狀，再在常溫下將其拉直，在其拉直后，把均勻周期光纖光柵粘貼在形狀記憶合金絲的凹槽內(nèi)，緩慢的給形狀記憶合金絲加熱，由于其具有形狀記憶效應(yīng)，形狀記憶合金絲會自動恢復(fù)到高溫的時候的S形狀，從而帶動均勻周期光纖光柵變?yōu)镾形，使其光纖的柵格周期發(fā)生變化，導(dǎo)致光纖光柵的中心反射(或透射)波長改變，產(chǎn)生自致啁啾效應(yīng)，每次使用都可以通過加熱內(nèi)含光纖光柵的形狀記憶合金絲，使得光纖光柵恢復(fù)成S形狀，具備可重復(fù)多次使用的特性，制作過程簡單方便，相比掩膜板成本低，還不需用到激光光源，反射帶寬不受限制。
[0024]該方法制作的啁啾光纖光柵可用于復(fù)雜航空結(jié)構(gòu)件損傷檢測的持續(xù)測量，通過監(jiān)測損傷處的變化為結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測學(xué)科的科學(xué)研究提供數(shù)據(jù)，而且此方法制作的啁啾光纖光柵結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可重復(fù)使用、滿足多種工作環(huán)境的要求。
【附圖說明】
[0025]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。
[0026]圖1為本發(fā)明實施例提供的啁啾光纖光柵的制作流程圖；
[0027]圖2為本發(fā)明實施例提供的內(nèi)含啁啾光纖光柵的形狀記憶合金絲的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3為本發(fā)明實施例提供的測量啁啾光纖光柵的帶寬的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖4為本發(fā)明實施例提供的S形模具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5為本發(fā)明實施例提供的啁啾光纖光柵的帶寬的光譜圖。
[0031]其中附圖標(biāo)記如下:
[0032]形狀記憶合金絲101 ;啁啾光纖光柵102 ;光源103 ;耦合器104 ;光譜儀105 ；S形模具106。
【具體實施方式】
[0033]啁啾光纖光柵在光纖通信和光纖光學(xué)設(shè)備中具有廣泛的應(yīng)用，目前的啁啾光纖光柵制作方法有:非相似波前干涉法、相位掩膜法、二次曝光法、錐形法、光纖傾斜法，溫度梯度法等。然而，非相似波前干涉法和光纖傾斜法均要求用于制作光纖光柵的激光光源有很好的相干性；二次曝光法、錐形法是以改變光柵的有效折射率為基礎(chǔ)來制作啁啾光纖光柵，由于有效折射率的變化量有限，所以制作出的光柵的反射帶寬受到了很大的限制；相位掩膜法需要購買價格昂貴的啁啾相位掩膜板。另外，通常啁啾光纖光柵在制作過程中需要去除光纖包層，導(dǎo)致制作完畢的啁啾光纖光柵在柵格區(qū)域存在裸纖，造成在實際使用過程中易碎，使用非常不便，所有這些問題都限制了啁啾光纖光柵發(fā)展和應(yīng)用。
[0034]針對上述問題，本發(fā)明實施例提供了一種啁啾光纖光柵及其制作方法，該啁啾光纖光柵的制作方法，由于形狀記憶合金絲加熱時，會恢復(fù)到之前設(shè)定的形狀，將均勻周期光纖光柵粘貼在形狀記憶合金絲的凹槽內(nèi)，從而帶動均勻周期光纖光柵變?yōu)镾形，形成啁啾光纖光柵，此方法制作的啁啾光纖光柵，結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可重復(fù)使用、滿足多種工作環(huán)境的要求，從而改善上述問題。
[0035]為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。
[0036]因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0037]請參考圖1、圖2和圖4，形狀記憶合金絲彎曲成S形狀后，均勻周期光纖光柵同樣跟隨形狀記憶合金絲101的形變呈S形狀，均勻周期光纖光柵內(nèi)的光柵周期會發(fā)生變化，產(chǎn)生自制啁啾效應(yīng)，形成了啁啾光纖光柵102。
[0038]如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的啁啾光纖光柵的制作方法如下:
[0039]步驟SlOl:將設(shè)有凹槽的形狀記憶合金絲101放入S形模具106中，將放入有形狀記憶合金絲101的S形模具106放入加熱爐中加熱；
[0040]本實施例中加熱爐采用馬弗爐，馬弗爐內(nèi)的溫度保持在450攝氏度加熱，加熱的溫度越高，形狀記憶合金絲的則越軟，加熱的溫度越低，形狀記憶合金絲的韌性越高，形狀記憶合金絲的太軟，在后續(xù)步驟中，形狀記憶合金絲的形變可能不足以帶動光纖光柵變形，形狀記憶合金絲的韌性太高，形狀記憶合金絲不易拉伸，沒有實際的應(yīng)用價值，故本實施例選取的加熱溫度為450攝氏度，在其他實施方式中，加熱溫度也可以為其他，例如400攝氏度、420攝氏度、490攝氏度、500攝氏度。
[0041]加熱的時間為2小時，加熱的時間越長，在步驟S104中形狀記憶合金絲需要