切趾长周期光纤光栅刻写装置、刻写方法以及激光系统制造方法及图纸

一种切趾长周期光纤光栅刻写装置、刻写方法以及激光系统。刻写装置包括二氧化碳激光器、扩束透镜组、扫描振镜、聚焦场镜以及光纤操作移动平台，二氧化碳激光器输出的激光的传输路径上依次设置有扩束透镜组、扫描振镜以及聚焦场镜，聚焦场镜的正下方设置有光纤操作移动平台，所述待刻写切趾长周期光纤光栅的光纤安装在光纤操作移动平台，从聚焦场镜出射的激光能够入射到安装在光纤操作移动平台上的光纤上实现切趾长周期光纤光栅刻写。采用上述刻写方法得到的长周期光纤光栅设置到激光器系统中，利用长周期光纤光栅在拉曼波段的高损耗性，以抑制受激拉曼散射。利用刻写装置刻写切趾长周期光纤光栅，能够消除由于逐点曝光刻写法导致的折射率突变。

Apodized long period fiber grating writing device, writing method and laser system

【技术实现步骤摘要】
切趾长周期光纤光栅刻写装置、刻写方法以及激光系统
本专利技术涉及光纤光栅的刻写以及应用
，具体涉及一种切趾长周期光纤光栅刻写装置、刻写方法以及激光系统。
技术介绍
光纤光栅在光纤激光器、光纤通信及光纤传感等领域有着广泛的应用。与传统光栅相比，光纤光栅具有线宽窄、插入损耗低、抗电磁干扰能力强、灵敏度高、质量轻、体积小、易于实现波分复用和使用灵活等优点。利用光纤光栅代替传统光学二色镜而构成的全光纤激光器，具有稳定性高、结构紧凑等优点，使得光纤激光器走向实用化。光纤光栅的出现也极大促进了光纤通信和光纤传感的发展。目前制备长周期光纤光栅的主要方法有相位掩模法、逐点写入法、拼接法和熔融拉锥法等。其中，相位掩模板法，通常使用紫外光照射相位掩模板形成衍射条纹，利用±1级衍射条纹侧面曝光光敏光纤制备光栅结构。采用相位掩模法制备的光纤光栅的周期只取决于相位掩模板条纹的周期(光栅周期为相位掩模板条纹周期的一半)，因而降低了光纤光栅制备工艺的难度。逐点写入法通常用来制备周期相对较大的长周期光纤光栅，这种方法不受光源限制，准分子激光、飞秒激光、二氧化碳激本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种切趾长周期光纤光栅刻写装置，其特征在于：包括二氧化碳激光器、扩束透镜组、扫描振镜、聚焦场镜以及光纤操作移动平台，二氧化碳激光器输出的激光的传输路径上依次设置有扩束透镜组、扫描振镜以及聚焦场镜，聚焦场镜的正下方设置有光纤操作移动平台，所述待刻写切趾长周期光纤光栅的光纤安装在光纤操作移动平台，能够在光纤操作移动平台的带动下移动，从聚焦场镜出射的激光能够入射到安装在光纤操作移动平台上的光纤上实现切趾长周期光纤光栅刻写，光纤操作移动平台采用位移平台驱动电机驱动，通过控制位移平台驱动电机进而控制光纤操作移动平台的水平移动距离以及速度。/n

【技术特征摘要】
1.一种切趾长周期光纤光栅刻写装置，其特征在于：包括二氧化碳激光器、扩束透镜组、扫描振镜、聚焦场镜以及光纤操作移动平台，二氧化碳激光器输出的激光的传输路径上依次设置有扩束透镜组、扫描振镜以及聚焦场镜，聚焦场镜的正下方设置有光纤操作移动平台，所述待刻写切趾长周期光纤光栅的光纤安装在光纤操作移动平台，能够在光纤操作移动平台的带动下移动，从聚焦场镜出射的激光能够入射到安装在光纤操作移动平台上的光纤上实现切趾长周期光纤光栅刻写，光纤操作移动平台采用位移平台驱动电机驱动，通过控制位移平台驱动电机进而控制光纤操作移动平台的水平移动距离以及速度。


2.根据权利要求1所述的切趾长周期光纤光栅刻写装置，其特征在于：所述扫描振镜由振镜驱动器控制，振镜驱动器控制扫描振镜的标刻图案以及标刻位置。


3.根据权利要求2所述的切趾长周期光纤光栅刻写装置，其特征在于：还包括计算机，所述二氧化碳激光器的输出功率和频率由计算机控制；所述振镜驱动器与计算机连接，计算机通过控制振镜驱动器进而控制扫描振镜的标刻图案以及标刻位置。


4.根据权利要求3所述的切趾长周期光纤光栅刻写装置，其特征在于，所述光纤操作移动平台包括光纤夹具、三维调节底座以及电动水平位移平台，所述光纤夹具设有两个，分别为左光纤夹具和右光纤夹具，待刻写切趾长周期光纤光栅的光纤由左光纤夹具和右光纤夹具夹持；所述左光纤夹具和右光纤夹具分别固定在一个三维调节底座上，通过调节两个三维调节底座使待刻写切趾长周期光纤光栅的光纤位于聚焦场镜的正下方；所述三维调节底座均安装在电动水平位移平台上，电动水平位移平台在位移平台驱动电机驱动下水平移动，位移平台驱动电机与计算机连接，计算机控制位移平台驱动电机进而控制电动水平位移平台的水平移动距离以及速度。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的切趾长周期光纤光栅刻写装置，其特征在于，所述二氧化碳激光器的出光口和扩束透镜组处于同一轴线上，扩束透镜组的输出激光对准扫描振镜其输入光端口的正中心。


6.一种切趾长周期光纤光栅刻写方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)设置二氧化碳激光器参数，包括二氧化碳激光器的重复频率以及电压；
(2)截取合适长度的光纤，将待刻写切趾长周期光纤光栅的区域用化学剥除剂涂覆，再用酒精擦拭后将光纤安装在光纤操作移动平台上；调整光纤操作移动平台，使待刻写切趾长周期光纤光栅的光纤位于聚焦场镜的正下方，使得从聚焦场镜出射的激光能够入射到安装在光纤操作移动平台上的光纤上；
(3)切趾长周期光纤光栅刻写；
(3.1)扫描振镜的标刻图案是一排竖线条纹，设置扫描振镜的标刻位置以及初始标刻图案中的竖线条纹数量；开启二氧化碳激光器和扫描振镜进行本次曝光扫描，使激光按照设定的标刻图案对光纤上整个待刻写切趾长周期光纤光栅的区域进行单次曝光，然后关闭二氧化碳激光器和扫描振镜；
(3.2)重新设置扫描振镜的标刻图案，当前设置的扫描图案是在上一次扫描图案的基础上减少其两端的竖线条纹数量，再次启动二氧化碳激光器和扫描振镜进行本次曝光扫描，本次曝光扫描中的光纤上的激光曝光区域位于上一次曝光扫描中激光曝光区域的中间，即仅对上一次激光曝光区域的中间区域进行再次曝光；
(3.3)重复步骤(3.2)，直至扫描振镜的标刻图案中的竖线条纹数量低于设定阈值为止。


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【专利技术属性】
技术研发人员：王泽锋，胡琪浩，王蒙，李宏业，田鑫，赵晓帆，饶斌裕，奚小明，陈子伦，潘志勇，王小林，许晓军，陈金宝，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43