制作布拉格相移光纖光柵的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)制作光纖光柵技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種布拉格相移光纖光柵的制作方法 及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 光纖光柵是一種通過一定方法使光纖纖忍的折射率發(fā)生軸向周期性調(diào)制而形成 的衍射光柵，是一種無源濾波器件。由于光柵光纖具有體積小、烙接損耗小、全兼容于光纖、 能埋入智能材料等優(yōu)點，并且其諧振波長對溫度、應(yīng)變、折射率、濃度等外界環(huán)境的變化比 較敏感，同時在制作和封裝工藝上非常成熟，價格低廉，因此在光纖通信和傳感領(lǐng)域得到了 廣泛的應(yīng)用。
[0003] 相移光纖光柵是普通光纖光柵的一種特殊結(jié)構(gòu)，繼承了光纖光柵的優(yōu)點，還具有 極窄線寬、多通道等特性，受到國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。相移光柵在光纖傳感和窄線寬光纖激光 器中應(yīng)用需求越來越大。但是其制作工藝沒有光纖光柵制作工藝成熟。
[0004] 目前最常用的兩種制作相移光纖光柵的方法，即分步曝光法（或遮擋法）和相位 掩膜板移動法。分步曝光法制作相移光纖光柵時，相移量與光柵中無曝光段的長度及纖忍 折射率調(diào)制量均有關(guān)，難W精確控制相移量的大小，并且存在偏振模競爭問題；而相位掩膜 板移動法通過壓電陶瓷直線微動臺控制掩膜板和光纖相對位移，在光柵中引入相位變換， 但是要將相移量控制在很小的范圍之內(nèi)。就目前來說制作相移光纖光柵所需設(shè)備昂貴，工 藝并不成熟。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于，提供一種操作簡單，成本低，簡單有效的制作布拉格相移光纖 光柵的方法。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0007] 提供一種制作相移光纖光柵方法，包括W下步驟：
[0008] 第一步，制作一個普通的布拉格光纖光柵；
[0009] 第二步，用光纖切割刀將該布拉格光纖光柵從中切割成兩部分；
[0010] 第Ξ步，用光纖烙接機將一分為二的光纖光柵烙接。
[0011] 本發(fā)明所述的方法中，所述普通光纖光柵的長度大于0. 5畑1，反射率在10地W上。
[0012] 本發(fā)明所述的方法中，光纖光柵分割成兩部分后，兩部分的最大偏離長度比為 3:7。
[0013] 本發(fā)明所述的方法中，光纖切割的質(zhì)量滿足單模光纖烙接指標，烙接處的烙點損 耗小于0.02地。
[0014] 本發(fā)明還提供了一種制作相移光纖光柵和在線監(jiān)測的裝置，包括依次連接的寬譜 光源、單模光纖和光譜儀，該單模光纖上刻有光纖光柵；
[0015] 該裝置還包括光纖切割刀和光纖烙接機，所述光纖切割刀用于將光纖光柵一分為 二，所述光纖烙接機用于將一分為二的光纖光柵烙接，w將該光纖光柵制作成相移光纖光 柵；
[0016] 光譜儀用于查看制作完成的相移光纖光柵的透射譜。
[0017] 本發(fā)明所述的裝置中，所述單模光纖的長度大于2m。
[0018] 本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是：本發(fā)明通過光纖切割刀將該布拉格光纖光柵從中切割 成兩部分；再用光纖烙接機將一分為二的光纖光柵烙接，使光纖光柵出現(xiàn)缺陷模，從而制作 成相移光纖光柵。本發(fā)明是一種全新的方法，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。
【附圖說明】
[0019] 下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中：
[0020] 圖1是本發(fā)明實施例制作相移光纖光柵和在線監(jiān)測的系統(tǒng)示意圖；
[0021] 圖2是本發(fā)明實施例相移光纖光柵等效結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖3是本發(fā)明實施例制作相移光纖光柵和在線監(jiān)測的系統(tǒng)方法流程圖；
[0023] 圖4是本發(fā)明實施例相移光纖光柵透射譜圖。
【具體實施方式】
[0024] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，W下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用W解釋本發(fā)明，并不 用于限定本發(fā)明。
[0025] 如圖1所示，為本發(fā)明實施例一種制作相移光纖光柵和在線監(jiān)測的裝置的結(jié)構(gòu)示 意圖。該制作相移光纖光柵和在線監(jiān)測的裝置包括依次連接的寬譜光源1、單模光纖2和光 譜儀5,該單模光纖2上刻有光纖光柵3。
[00%] 該裝置還包括光纖切割刀和光纖烙接機（圖中未示出），光纖切割刀用于將光纖 光柵3 -分為二，所述光纖烙接機用于將一分為二的光纖光柵烙接，W將該光纖光柵制作 成相移光纖光柵。
[0027] 光譜儀5用于查看制作完成的相移光纖光柵的透射譜。
[0028] 本發(fā)明的實施例中，單模光纖2的長度大于2m，使其激光輸出的光能穩(wěn)定地在單 模光纖中傳輸。
[0029] 該裝置工作時，光源1發(fā)出寬譜光，經(jīng)過光纖光柵3,通過光譜儀5可W觀察光纖光 柵3的透射譜。同時在制作過程中，可W在線實時觀察透射譜的變化，W確定制作的質(zhì)量。
[0030] 圖2是本發(fā)明實施例相移光纖光柵等效結(jié)構(gòu)示意圖，包括第一單模光纖6、光纖光 柵分割出一部分的第一光纖光柵柵區(qū)7、分割出兩部分光纖光柵烙接點8、光纖光柵分割出 一部分的第二光纖光柵柵區(qū)9、第二單模光纖10。
[0031] 圖2是圖1中光纖光柵3制作完成的相移光柵。普通的光纖光柵從中用光纖切割 刀分成兩部分后仍然是兩個光纖普通光柵，中屯、波長不會改變，反射率會降低（反射率和 光柵長度成正比）。將兩段光柵烙接，會造成溶解部分柵區(qū)（周期折射率調(diào)制區(qū)）破壞，形 成一個幾百微米的缺陷，即圖2中的烙點8,從而形成相移光纖光柵。
[0032] 本發(fā)明制作的相移光纖光柵的原理如下：
[0033] 普通單模光纖上的光柵周期一般為0. 55微米左右，光纖忍層直徑一般為9微米， 如果不考慮包層對光柵的影響，由于忍層直徑遠大于光柵周期，所w光纖布拉格光柵就可W近似為一維光子晶體。光柵上引入一個相移實際上是在一維光子晶體中引入一個缺陷。 圖2中，烙接點8即是第一光纖光柵柵區(qū)7和第二光纖光柵柵區(qū)9的缺陷。可W采用傳輸 矩陣的方法計算相移光纖光柵的反射譜，如圖2,第一光纖光柵柵區(qū)7和第二光纖光柵柵區(qū) 9長度為Li，L2。那么，整個的傳輸過程可W表示為
[0034]
(1)
[0035] 式中#為相移大小。長為Li α=1，2)的光纖光柵傳輸矩陣可表示為
[0039] 式中k為禪合系數(shù)，Λ為光柵的周期，λ為所考察的光波長，11。"為單模光纖的有 效折射率。把式（2)和（3)帶入式（1)中，可W得到相移光纖光柵的反射譜：
[0040]
(4；)
[0041] 本發(fā)明實施例制作相移光纖光柵的方法，如圖3所示，主要包括W下步驟：
[0042] S1、制作一個普通的布拉格光纖光柵；制作普通布拉格光纖光柵的方法現(xiàn)已很成 熟，其工藝可W參考現(xiàn)有方法。
[0043] S2、用光纖切割刀把普通光纖光柵從中切割成兩部分；
[0044] S3、用光纖烙接機將一分為二的光纖光柵烙接；光纖烙接機可設(shè)置成SMFAUTO模 式，即單模光纖的自動烙接模式。
[0045] 上述方法中，要求普通光纖光柵的長度大于0. 5cm，反射率在10地W上。
[0046] 光纖光柵分割成兩部分后，長度比理論為1:1，最大偏離長度比為3:7,否則會使 相移光纖光柵嚴重變形，無法使用。
[0047] 上述方法中，光纖切割的質(zhì)量要滿足單模光纖烙接指標，烙點損耗一般小于 0. 02地。
[0048] 圖4是本發(fā)明實施例采用矩陣法模擬相移光纖光柵透射譜圖。從圖中可W看到， 在禁帶中有一個極細的透射線。
[0049] 綜上，本發(fā)明的主要優(yōu)點有：
[0050] (1)提出了一種新的制作相移光纖光柵的方法。
[0051] (2)制作簡單，成本低。制作過程只需一個普通的非常成熟的光纖光柵，常用工具 烙接機、光纖切割刀、寬譜光源和光譜儀。
[0052] 應(yīng)當理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可W根據(jù)上述說明加W改進或變換， 而所有運些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種制作相移光纖光柵方法，其特征在于，包括以下步驟： 第一步，制作一個普通的布拉格光纖光柵； 第二步，用光纖切割刀將該布拉格光纖光柵從中切割成兩部分； 第三步，用光纖熔接機將一分為二的光纖光柵熔接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述普通光纖光柵的長度大于0. 5cm，反 射率在10dB以上。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，光纖光柵分割成兩部分后，兩部分的最大 偏離長度比為3:7。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，光纖切割的質(zhì)量滿足單模光纖熔接指標， 熔接處的熔點損耗小于〇. 〇2dB。5. -種制作相移光纖光柵和在線監(jiān)測的裝置，其特征在于，包括依次連接的寬譜光源、 單模光纖和光譜儀，該單模光纖上刻有光纖光柵； 該裝置還包括光纖切割刀和光纖熔接機，所述光纖切割刀用于將光纖光柵一分為二， 所述光纖恪接機用于將一分為二的光纖光柵恪接，以將該光纖光柵制作成相移光纖光柵； 光譜儀用于查看制作完成的相移光纖光柵的透射譜。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述單模光纖的長度大于2m。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新的簡單制作布拉格相移光纖光柵的方法及裝置，其中方法包括以下步驟：首先制作一個普通的布拉格光纖光柵；用光纖切割刀把普通光纖光柵從中切割成兩部分；把光纖熔接機設(shè)置成SMF？AUTO模式，把一分為二的光纖光柵熔接，相移光纖光柵就制作完成。通過光譜儀可以觀測相移光纖光柵。本發(fā)明提出了一種新的制作相移光纖光柵的方法，簡單、易操作、成本低。
【IPC分類】G02B6/02, G02B6/255
【公開號】CN105278031
【申請?zhí)枴緾N201510852068
【發(fā)明人】田銘, 宋珂, 董雷, 印新達
【申請人】武漢理工光科股份有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年11月27日