变迹光纤光栅制造设备制造技术

变迹光纤光栅制造设备包括：紫外激光器；分束器；多个反射镜；相位掩模，它让反射的光束通过，以便以预定的周期在光纤内形成光栅；第一遮断装置，它位于相位掩模和反射镜之一之间，逐渐遮断两束光束之一，使之不能从一个方向投射在光纤上而向形成的光栅提供变迹；相对于光纤位于第一遮断装置对面的第二遮断装置，它逐渐遮断另一束光束，使之不能从另一个方向投射在光纤上；于是向形成的光栅提供变迹，使得在整个光栅上平均折射率的变化是恒定的。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请要求对1999年7月2日在韩国产权局提交的并被赋予序号No．99-26671的题为“变迹光纤光栅制造设备”的申请的优先权，其内容附此作参考。本专利技术一般地涉及光纤光栅，详细地说，涉及变迹光纤光栅的制造设备。随着WDM(波分多址)系统数据传输能力的增大，信道间距变得更窄。因此，日益需要带宽狭窄并有优异的相邻信道隔离特性的光纤滤波器。光纤光栅满足这种光纤滤波器的要求，亦即低损耗、低偏振依赖性和高信道选择性。另外，光纤光栅的成本效益使它们作为光纤滤波器得到广泛应用。但是，用传统方法利用准分子激光器和均匀的相位掩模(phasemask)制造一般的光纤光栅时，如附图说明图1所示，其折射率整个发生变化。正如图11中点划线(a)所指出的，出现旁瓣，结果在光纤光栅中未实现变迹(apodization)。通过令光纤光栅变迹，使得折射率的变化幅度向光纤光栅的两端减小，来减小这种旁瓣。图11另一条点划线(b)指出变迹光纤光栅折射率的变化。变迹光纤光栅是指其折射率向中央或向两端增大或减小的光纤光栅。变迹光纤光栅既在波长较短的频带，又在波长较长的频带表现出最小的旁瓣。尽管在波长较长的频带上变迹在减小旁瓣上是有效的，但由于光纤光栅的自感应线性调频，在波长较短的频带上减小旁瓣方面有限制。如图2所示，自感应线性调频在造成光纤光栅不恒定平均折射率方面起作用。因而，为了减小自感应线性调频引起的旁瓣，对光栅长度而言必须令平均折射率恒定。除图2所示的传统方法外，其他传统的光纤光栅变迹法包括重叠写入、PTZ(压电换能器)的使用、光学扫描和空间滤波器的使用。重叠写入法是指一种干涉法，其中变迹是通过在光纤中把光栅重叠写在另一个不同周期和尺寸的光栅上而实现的。作为另一种传统的变迹法，在利用PZT给光纤施加拉力的同时把光栅写在光纤上。在写入光栅的过程中，利用PZT在光纤的长度方向上使光纤或相位掩模振动所要求的长度。第三，用UV(紫外)光在不同的扫描速率下在长度方向上以不同的光强度扫描用相位掩模覆盖的光纤，写入变迹光栅。空间滤波器根据光干涉原理工作。采用这种方法时，穿过衍射缝的干涉光的强度呈现高斯分布。沿着光纤的长度方向把具有不同透射率的空间滤波器放置在相位掩模的前面，并把UV光投射在相位掩模上。上述传统的变迹光纤光栅制造方法有以下缺点(1)重叠写入为了适当的重叠写入，需要一个准确控制小于光栅周期的长度的装置，因而使它制造光纤光栅复杂化；(2)利用PZT亦难以可靠地控制小于光栅周期的长度；(3)光学扫描必须适当地控制光扫描速率和光的强度，以获得变迹光纤光栅；而(4)使用空间滤波器因为光栅是利用干涉图案制造的，所以必须阻止振动，为此需要昂贵的装置。尤其是当光纤光栅是利用相位掩模制造时，相位掩模必须用聚焦的离子束注入和湿法蚀刻来制造，使其具有有效的轮廓。每一次改变变迹条件都需要新的相位掩模。因此，就成本和灵活性而言，这种方法效率差。在受控的光强度下用紫外光沿着长度方向扫描光纤的方法，尽管有制造具有各种特性的的光栅的优点，但有制造时间长和重复性差的明显缺点。因而，利用变迹相位掩模的方法就成本和灵活性而言效率差，因为相位掩模难以制造，而每一次改变变迹条件都需要新的相位掩模。此外，光束扫描方法具有制造困难、制造时间长和重复性差的缺点。因此，本专利技术的一个目的是提供一种利用分束器和屏幕掩模(screen mask)容易地制造变迹光纤光栅的设备。本专利技术的另一个目的是提供一种用来制造折射率在长度方向上均匀分布的变迹光纤光栅的设备。为了达到上述目的，在按照本专利技术的一个方面的变迹光纤光栅的制造设备中，紫外光激光器发出一束紫外激光束，分束器把从所述紫外激光器发出的所述紫外激光束分成两个光束，多个反射镜形成光路，以便通过对所述光束的反射，把分开的光束同时从两个方向投射在光纤上，相位掩模让反射的光束通过，以便以预定的周期在光纤内形成光栅，第一遮断装置放置在相位掩模和所述反射镜之一之间，逐渐地遮断两束光束中的一束，使之不能从一个方向投射在光纤上，并提供变迹以形成光栅，而可动的并对于光纤而言位于所述第一遮断装置对面的第二遮断装置，逐渐地遮断另一束光束，使之不能从另一个方向投射在光纤上，并提供变迹以形成光栅，使得在整个光栅上平均折射率的变化是恒定的。在按照本专利技术另一方面的变迹光纤光栅制造设备中，第一紫外激光器从一个方向向光纤发出第一紫外激光束，而第二紫外激光器从相反方向向光纤发出第二紫外激光束。通过使第一紫外激光束增强和干涉，相位掩模以预定的周期在光纤内形成光栅。位于第一紫外激光器和相位掩模之间的第一遮断装置逐渐地遮断两束光束中的一束，使之不能投射在所述光纤上，于是向形成的光栅提供变迹，而第二遮断装置对光纤而言在第一遮断装置的对面，它逐渐地遮断另一束光束，使之不能投射在所述光纤上，于是向形成的光栅提供变迹，使得在整个光栅上平均折射率的变化是恒定的。从结合附图的以下详细描述中，本专利技术的上述和其他目的、特征和优点将变得更加清楚，附图中图1是表示用传统方法中的均匀相位掩模制造的一般光纤光栅的折射率在长度方向上的变化的曲线图；图2是表示用另一种传统方法制造的变迹光纤光栅的折射率在长度方向上的变化的曲线图；图3是按照本专利技术最佳实施例的变迹光纤光栅制造设备的示意图；图4是按照本专利技术另一个最佳实施例的变迹光纤光栅制造设备的示意图；图5A图解说明t=0时第一屏幕掩模的操作；图5B图解说明t=0时第二屏幕掩模的操作；图6A图解说明t=t1时第一屏幕掩模的操作；图6B图解说明t=t1时第二屏幕掩模的操作；图7A图解说明t=t2时第一屏幕掩模的操作；图7B图解说明t=t2时第二屏幕掩模的操作；图8是表示利用按照本专利技术第一屏幕掩模制造的变迹光纤光栅的折射率在长度方向上的变化的曲线图；图9是表示利用按照本专利技术第二屏幕掩模制造的变迹光纤光栅的折射率在长度方向上的变化的曲线图；图10是表示通过同时移动按照本专利技术第一和第二屏幕掩模制造的变迹光纤光栅的折射率在长度方向上的变化的曲线图；以及图11图解说明相对于图1，2和9所示的折射率变化的光纤光栅的反射光谱。下面将参照附图详细地描述本专利技术的最佳实施例。在以下描述中，由于众所周知的功能或结构会因不必要的细节而使本专利技术变得模糊不清，故将不予详细描述。图3示意地图解说明按照本专利技术的最佳实施例的变迹光纤光栅制造设备的配置。在图3中，变迹光纤光栅制造设备包括作为光源的紫外激光器2；分束器10，用来把从紫外激光器2发出的光束8分开；多个反射镜20、22和24，用来控制从分束器10投射来的光束的方向；第一和第二可移动的屏幕掩模30和50，准备在从反射镜20，22和24反射的光束投射在光纤60上时用来使光栅变迹；和相位掩模40，用来通过对投射的光的增强和干涉产生光栅。分束器10把从紫外激光器2发出的光束8分成两束光束12和14。两束光束中的一束12从反射镜20和22被反射，并到达第一屏幕掩模30，而另一束光束14从反射镜24反射，并达到达第二屏幕掩模50。这两束光束12和14从分束器10起相互正交地行进。光束12依次被第一和第二反射镜20和22反射，并射在相位掩模40上。第一掩模30和第二掩模50面对面地位于光纤60的两侧。相位掩模40插在第一屏幕掩模30和光纤60本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造变迹光纤光栅的设备，它包括：紫外光激光器，用以发射紫外激光束；分束器，用以把从所述紫外激光器发射的所述紫外激光束分成两束光束；多个反射镜，用以形成光路，以便通过对所述光束的反射，把所述分开的光束同时从两个方向投射在所 述光纤上；相位掩模，用以让所述反射的光束通过，以便以预定的周期在所述光纤内形成光栅；第一遮断装置，它在所述相位掩模和所述各反射镜之一之间，用来逐渐地遮断所述两束光束中的一束，使之不能从一个方向投射在所述光纤上，于是向所述形成的光栅提 供变迹；和第二遮断装置，它可以移动并且相对于所述光纤而言位于所述第一遮断装置的对面，用来逐渐地遮断所述另一束光束，使之不能从另一个方向投射在所述光纤上，于是向所述形成的光栅提供变迹，使得在整个光栅上的平均折射率的变化恒定。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：金世润，辛相吉，金玟成，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]