一种具有低偏振相关损耗的并联光纤光栅及其制备装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种具有低偏振相关损耗的并联光纤光栅及其制备装置，该并联光纤光栅包括圆柱形的实芯光纤，以及写制在实芯光纤中的四条光纤布拉格光栅，这四条光纤布拉格光栅平行分布于以实芯光纤的中心轴线为定直线形成的圆柱体的侧面，且四条光纤布拉格光栅在圆柱体的圆截面上的四个截点，为圆截面内两条互相垂直的直径与圆截面的交点；其中，任意相邻的两条光纤布拉格光栅的调制方向相差90°，且任意不相邻的两条光纤布拉格光栅的调制方向相同。本实用新型专利技术提供的并联光纤光栅的光栅长度短，且具有四个光纤布拉格光栅，该四个光纤布拉格光栅成圆环形分布，因此本实用新型专利技术提供的并联光纤光栅具有高空间分辨率、高反射率，低偏振相关损耗的特点。

A Parallel Fiber Bragg Grating with Low Polarization Dependence Loss and Its Fabrication Device

【技术实现步骤摘要】
一种具有低偏振相关损耗的并联光纤光栅及其制备装置
本技术涉及光电
，更具体地说，涉及一种具有低偏振相关损耗的并联光纤光栅及其制备装置。
技术介绍
光纤光栅是一种通过一定方法使光纤纤芯的折射率发生轴向周期性调制而形成的衍射光栅，是一种无源滤波器件。由于光栅光纤具有体积小、熔接损耗小、全兼容于光纤、能埋入智能材料等优点，并且其谐振波长对温度、应变、折射率、浓度等外界环境的变化比较敏感，因此在光纤通信和传感领域得到了广泛的应用。近年来，随着电子技术的发展，对光纤光栅的要求越来越高，而现有的光纤光栅具有较低的空间分辨率、较低的反射率、较高的偏振相关损耗。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种具有低偏振相关损耗的并联光纤光栅及其制备装置，可以解决现有技术中的光纤光栅具有低空间分辨率、低反射率、高偏振相关损耗的技术问题。为实现上述目的，本技术提供了一种具有低偏振相关损耗的并联光纤光栅，该并联光纤光栅包括圆柱形的实芯光纤，以及写制在实芯光纤中的四条光纤布拉格光栅；四条光纤布拉格光栅平行分布于以实芯光纤的中心轴线为定直线形成的圆柱体的侧面，且四条光纤布拉格光栅在圆柱体的圆截面上的四个截点，为圆截面内两条互相垂直的直径与圆截面的交点；圆截面的半径为预设长度；其中，任意相邻的两条光纤布拉格光栅的调制方向相差90°，且任意不相邻的两条光纤布拉格光栅的调制方向相同。可选的，四条光纤布拉格光栅的光栅周期为Λ，光栅长度的范围为0.2毫米至0.8毫米。可选的，预设长度的范围为1微米至4.5微米。进一步的本技术还提供了一种具有低偏振相关损耗的并联光纤光栅的制备装置，该制备装置包括飞秒激光器、激光能量调节器，快门装置、双色棱镜、CCD相机、物镜，以及第一电动旋转夹具、第二电动旋转夹具、夹具控制装置和三维移动平台；第一电动旋转夹具、第二电动旋转夹具设置在三维移动平台上，且第一电动旋转夹具与第二电动旋转夹具处于同一水平线上，用于夹住实芯光纤；夹具控制装置分别与第一电动旋转夹具、第二电动旋转夹具连接；飞秒激光器发出的激光通过激光能量调节器、快门装置传输至双色棱镜，经双色棱镜分光得到第一激光和第二激光，第一激光传输至CCD相机，第二激光经物镜聚焦在实芯光纤上，用于制得并联光纤光栅。可选的，制备装置还包括光纤耦合器、光源模块、光谱采集分析模块、第一光纤、第二光纤、第三光纤以及第四光纤；光纤耦合器的第一端通过第一光纤与光源模块连接，光纤耦合器的第二端通过第二光纤与光谱采集分析模块的端口连接，光纤耦合器还包括第三端，第三光纤的一端与第三端连接，第三光纤的另一端与实芯光纤的一端相接，且第三光纤和实芯光纤相接的位置被第一电动旋转夹具夹住；第四光纤的一端与光谱采集分析模块的端口连接，第四光纤的另一端与实芯光纤的另一端相接，且第四光纤和实芯光纤相接的位置被第二电动旋转夹具夹住；光源模块发出的激光经光纤耦合器入射至制得的并联光纤光栅中，部分激光入射至光谱采集与分析模块，另一部分激光在并联光纤光栅中发生反射并经过光纤耦合器入射至光谱采集与分析模块中。可选的，激光能量调节器包括格兰棱镜和偏振控制器；激光通过格兰棱镜、偏振控制器传输至快门装置；格兰棱镜用于控制激光的能量衰减，偏振控制器用于控制激光的光束偏振态。有益效果本技术提供一种具有低偏振相关损耗的并联光纤光栅，该并联光纤光栅包括圆柱形的实芯光纤，以及写制在实芯光纤中的四条光纤布拉格光栅，这四条光纤布拉格光栅平行分布于以实芯光纤的中心轴线为定直线形成的圆柱体的侧面，且四条光纤布拉格光栅在圆柱体的圆截面上的四个截点，为圆截面内两条互相垂直的直径与圆截面的交点；圆截面的半径为预设长度，其中，任意相邻的两条光纤布拉格光栅的调制方向相差90°，且任意不相邻的两条光纤布拉格光栅的调制方向相同。需要了解的是，随着并联光纤光栅中光纤布拉格光栅数量的增加，并联光纤光栅的反射率也将增加，因此本技术提供的具有四个光纤布拉格光栅的并联光纤光栅具有较高的反射率；另一方面需要了解的是，随着并联光纤光栅的反射率越高，其偏振相关损耗将越小，而当光栅的结构对称性更好时，偏振相关损耗将越小，因此，由于本技术提供的并联光纤光栅中的四个光纤布拉格光栅成圆环形分布，具有较好的对称性再一方面，本专利技术提供的并联光纤光栅的光栅长度短，因此还具有较高的空间分辨率。综上所述本专利技术提供的并联光纤光栅不仅具有高空间分别率、高反射率，还具有较低的偏振相关损耗。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请提供的一种具有低偏振相关损耗的并联光纤光栅的结构示意图；图2为本申请提供的一种制备并联光纤光栅的制备装置结构示意图；图3为本申请提供的另一种制备并联光纤光栅的制备装置结构示意图；图4为本申请提供的一种具有低偏振相关损耗的并联光纤光栅的横截面结构示意图；图5为基于本申请提供的并联光纤光栅制得的高空间分辨率温度传感器所得到的测试结果。具体实施方式为使得本技术的技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而非全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本申请提供了一种具有低偏振相关损耗的并联光纤光栅，该并联光纤光栅包括圆柱形的实芯光纤1，以及写制在实芯光纤中的四条光纤布拉格光栅，参见图1所示，四条光纤布拉格光栅101平行分布于以实芯光纤的中心轴线102为定直线形成的圆柱体的侧面，且四条光纤布拉格光栅1在圆柱体的圆截面上的四个截点103，为圆截面内两条互相垂直的直径与圆截面的交点。需要注意的是，图4为图1所示的并联光纤光栅的横截面结构示意图。需要注意的是，任意相邻的两条光纤布拉格光栅的调制方向相差90°，且任意不相邻的两条光纤布拉格光栅的调制方向相同。实芯光纤为剥除涂覆层的普通单模石英光纤。需要了解的是，圆截面的半径为预设长度，在一些示例下，该预设长度的范围可以为1微米至4.5微米。在另一些示例下，实芯光纤中的四条光纤布拉格光栅的光栅周期为Λ，光栅长度的范围为0.2毫米至0.8毫米。本实施例供的并联光纤光栅具有四个光纤布拉格光栅，该四个光纤布拉格光栅成圆环形分布，因此本技术提供的并联光纤光栅具有高反射率，低偏振相关损耗的特点。另外需要了解的是，本专利技术提供的并联光纤光栅的光栅长度短，范围为0.2毫米至0.8毫米，因此本专利技术提供的并联光纤光栅还具有较高的空间分辨率的特点。本申请还提供了一种具有低偏振相关损耗的并联光纤光栅的制备装置，参见图2所示，该制备装置包括飞秒激光器201、激光能量调节器202，快门装置203、双色棱镜204、CCD相机205、物镜206，以及第一电动旋转夹具207、第二电动旋转夹具208、夹具控制装置209和三维移动平台210，各器件的连接关系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有低偏振相关损耗的并联光纤光栅，其特征在于，所述并联光纤光栅包括圆柱形的实芯光纤，以及写制在所述实芯光纤中的四条光纤布拉格光栅；四条所述光纤布拉格光栅平行分布于以所述实芯光纤的中心轴线为定直线形成的圆柱体的侧面，且四条所述光纤布拉格光栅在所述圆柱体的圆截面上的四个截点，为所述圆截面内两条互相垂直的直径与所述圆截面的交点；所述圆截面的半径为预设长度；其中，任意相邻的两条所述光纤布拉格光栅的调制方向相差90°，且任意不相邻的两条所述光纤布拉格光栅的调制方向相同。

【技术特征摘要】
1.一种具有低偏振相关损耗的并联光纤光栅，其特征在于，所述并联光纤光栅包括圆柱形的实芯光纤，以及写制在所述实芯光纤中的四条光纤布拉格光栅；四条所述光纤布拉格光栅平行分布于以所述实芯光纤的中心轴线为定直线形成的圆柱体的侧面，且四条所述光纤布拉格光栅在所述圆柱体的圆截面上的四个截点，为所述圆截面内两条互相垂直的直径与所述圆截面的交点；所述圆截面的半径为预设长度；其中，任意相邻的两条所述光纤布拉格光栅的调制方向相差90°，且任意不相邻的两条所述光纤布拉格光栅的调制方向相同。2.如权利要求1所述的并联光纤光栅，其特征在于，四条所述光纤布拉格光栅的光栅周期为Λ，光栅长度的范围为0.2毫米至0.8毫米。3.如权利要求1或2所述的并联光纤光栅，其特征在于，所述预设长度的范围为1微米至4.5微米。4.一种具有低偏振相关损耗的并联光纤光栅的制备装置，其特征在于，所述制备装置包括飞秒激光器、激光能量调节器，快门装置、双色棱镜、CCD相机、物镜，以及第一电动旋转夹具、第二电动旋转夹具、夹具控制装置和三维移动平台；所述第一电动旋转夹具、第二电动旋转夹具设置在所述三维移动平台上，且所述第一电动旋转夹具与所述第二电动旋转夹具处于同一水平线上，用于夹住实芯光纤；所述夹具控制装置分别与所述第一电动旋转夹具、第二电动旋转夹具连接；所述飞秒激光器发出的激光通过所述激光能量调节器、快门装置传输至所述双色棱镜，经所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李自亮，王义平，廖常锐，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：新型
国别省市：广东,44