一种取样光纤光栅的制作方法技术

一种制作取样光纤光栅的方法，属于光纤光栅的制作方法，解决现有制作方法不能灵活控制取样周期的问题。本发明专利技术包括布拉格光纤光栅制作步骤、光路组建对准步骤和加工步骤。在所述加工步骤中利用飞秒激光对一段已刻写布拉格光纤光栅的布拉格光纤进行逐点写入，构成取样光纤光栅。取样光纤光栅的周期可以通过计算机控制的微加工平台控制，克服了传统方法不能灵活控制取样周期的不足。本发明专利技术为制作特定周期的取样光纤光栅带来了极大的灵活性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光纤光栅的制作方法，特别涉及，利用 飞秒激光在已刻写布拉格光纤光栅的布拉格光纤上制作取样光纤光栅。
技术介绍
取样光纤光栅也称超结构光纤光栅，它是由多段具有相同参数的光纤光栅以相同 的间距级联而成。取样光纤光栅具有体积小，成本低，与光纤兼容性好和插入损耗低等优 点，广泛应用于滤波、色散补偿及波分复用。除了用作梳状滤波器之外，取样光纤光栅还可 用DWDM系统中的分插复用器件。与其他分插复用器件不同的是，取样光纤光栅构成的分插 器件，可同时分或插多路信道间隔相同的信号。因此，用它制作的新型光子学器件在光纤通 信网络中有着广泛的应用前景。取样光纤光栅具有多通道滤波的特点，它具有体积小、重量 轻、成本低和灵活方便、插入损耗低、与光纤兼容性好、波长选择性好等特点而受到普遍的 重视，成为现今人们研究的热点。传统的制作方法通常是在一段光纤上逐个刻写光纤布拉格光栅，传统的制作方法 的缺点在于它的制作非常困难，对幅度的Sine函数调制还是相移插入的控制要求都非常 高，而且不能灵活的控制光栅的周期数。
技术实现思路
本专利技术提供，使用飞秒脉冲激光在已刻写布拉格光 纤光栅的布拉格光纤中通过逐点写入制作取样光纤光栅，解决现有制作方法不能灵活确定 取样周期的问题。本专利技术的，包括下述步骤一 .布拉格光纤光栅制作步骤打开激光泵浦源和飞秒激光光源，同时打开光功 率计并调零，所述飞秒激光光束经过平凸柱透镜和相位掩模板，在相位掩模板后方呈现一 个线状光斑，调整光纤相对于线状光斑的位置，使光纤的纤芯和线状光斑重合；所述飞秒激光写入系统由飞秒激光光源、平凸柱透镜、相位掩模板和一对光纤调 整架构成。二 .光路组建和对准步骤将制作好的布拉格光纤光栅置于微加工操作平台上，将飞秒激光写入系统对准光 纤纤芯。打开激光泵浦源；打开飞秒激光光源，飞秒激光光束经过机械快门和反射镜，在显 微镜成像系统后聚焦。打开机械快门，在显微镜成像系统前加衰减片，使得光斑能量不足以 破坏光纤，在目镜中呈现为一个白色亮点。调节操作平台方位，使得聚焦点位于光纤中刻写 布拉格光栅一段的纤芯处。关闭机械快门并设置好参数，将衰减片移开。三.加工步骤启动机械快门，聚焦后的飞秒激光光束在布拉格光纤上打一个点； 将微加工操作平台进行水平移动，移动的距离为取样周期，再启动机械快门进行逐点写入；重复上述步骤直至打点的个数满足要求为止。即在一段已刻写好布拉格光纤光栅的布拉格光纤上进行逐点写入，构成取样光纤 光栅。本专利技术涉及的装置包括一个微加工平台和一套飞秒激光写入系统，所述飞秒激光 写入系统包括飞秒激光光源、平凸柱透镜、相位掩模板和一对光纤调整架，平凸柱透镜的焦 距为60mm，特定的相位掩模板对应特定的光纤布拉格光栅(FBG)工作波长。微加工平台包 括机械快门、显微镜、计算机控制的精密移动平台。考虑到针对不同取样波长的取样光栅，其周期不同。因此要制作不同的取样光纤 光栅就要采用不同的周期。现有的制作方法只能制作特定周期的取样光纤光栅，而不能根 据要求的变化改变取样周期。本专利技术利用微加工平台逐点写入的方法，可以灵活改变取样 周期，从而使取样光纤光栅的制作复杂性大大降低。附图说明图1为本专利技术涉及的装置结构示意图；图2为飞秒激光写入系统示意具体实施例方式以下结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。一种取样光纤光栅制作方法，包括下述步骤一 .布拉格光纤光栅制作步骤打开激光泵浦源，将激光泵浦光功率锁定在50 450mff ；打开光功率计并调零；打开飞秒激光光源，将其功率调为300 500mW，飞秒激光光 束经过平凸柱透镜和相位掩模板，在相位掩模板后方呈现一个线状光斑，调整光纤相对于 线状光斑的位置，使光纤的纤芯和线状光斑重合，一段时间后，纤芯的折射率被周期性调 制，光纤布拉格光栅形成。如图2所示，飞秒激光写入系统包括飞秒激光光源、平凸柱透镜9、相位掩模板4和 一对光纤调整架，飞秒激光光源发射飞秒激光6，一对光纤调整架架设在光纤3的两端，以 便调整光纤相对相位掩模板4的位置。二 .光路组建和对准步骤首先，将一段已刻写布拉格光纤光栅的光纤置于微加工操作平台上，将飞秒激光 写入系统对准光纤纤芯。所述飞秒激光写入系统由飞秒激光光源、机械快门，反射镜和显微 镜成像系统构成。如图1所示，飞秒激光束1通过功率可变衰减器2，经反射镜5分光，一路光在(XD7 上成像，另一路光经过显微镜物镜8聚焦，焦点对准光纤纤芯，用光谱分析仪12可观察输出 光的透射谱。其次，进行对准打开激光泵浦源；打开飞秒激光光源，飞秒激光光束经过机械快 门和反射镜，在显微镜成像系统后聚焦。打开机械快门，在显微镜成像系统前加衰减片，使 得光斑能量不足以破坏光纤，在目镜中呈现为一个白色亮点。调节操作平台方位，使得聚焦 点位于布拉格光纤中刻写布拉格光栅一端的纤芯处。关闭机械快门并设置好参数，将衰减 片移开。三.加工步骤启动机械快门，聚焦后的飞秒激光光束在布拉格光纤上打一个点； 将微加工操作平台进行水平移动，移动的距离为取样周期，再启动机械快门进行逐点写入； 重复上述步骤直至打点的个数满足要求为止。本实施例中的飞秒激光光源可以采用Spectrum Physics公司的产品，工作波长为 800nm，脉宽50fs，重复频率IKHz。权利要求1.，包括如下过程(一)布拉格光纤光栅制作步骤利用飞秒激光写入系统在光纤上刻写布拉格光纤光栅，制作出布拉格光纤光栅；(二)光路组建和对准步骤将已刻写布拉格光纤光栅的光纤置于微加工操作平台上，将飞秒激光写入系统对准刻 有布拉格光纤光栅的光纤纤芯处；(三)加工步骤，即在已刻写好布拉格光纤光栅的光纤上进行逐点写入启动飞秒激光写入系统，首先飞秒激光光束在光纤上的对准处打点，然后将所述微加 工操作平台进行水平移动，移动的距离为取样周期，再在光栅上进行打点，多次重复上述过 程直至打点的个数满足要求为止，即完成取样光纤光栅的制作。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的布拉格光纤光栅制作步骤具体为 打开激光泵浦源和飞秒激光光源，同时打开光功率计并调零，飞秒激光光束经过飞秒激光 写入系统的平凸柱透镜和相位掩模板，在相位掩模板后方呈现一个线状光斑，调整光纤尾 部相对于线状光斑的位置，使光纤的纤芯和线状光斑重合，然后进行光栅刻蚀，一段时间 后，纤芯的折射率被周期性调制，光纤布拉格光栅形成。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的光路组建和对准步骤具体为 将一段已刻写布拉格光纤光栅的光纤置于微加工操作平台上，将飞秒激光写入系统对准光 纤纤芯，打开激光泵浦源和飞秒激光光源，飞秒激光光束经过机械快门和反射镜，在显微镜 物镜后聚焦，打开机械快门，在显微镜物镜前加衰减片，使得光斑能量不足以破坏光纤，在 目镜中呈现为一个白色亮点，调节微加工操作平台方位，使得聚焦点位于布拉格光纤中刻 写布拉格光栅一端的纤芯处，关闭机械快门并设置好参数，将衰减片移开，即完成光路组建 和对准。4.利用权利要求1-3之一所述的方法制作的取样光纤光栅。全文摘要一种制作取样光纤光栅的方法，属于光纤光栅的制作方法，解决现有制作方法不能灵活控制取样周期的问题。本专利技术包括布拉格光纤光栅制作步骤、光路组建对准步骤和加工步骤。在所述加工步骤中利用飞秒激光对一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种取样光纤光栅的制作方法，包括如下过程：（一）布拉格光纤光栅制作步骤利用飞秒激光写入系统在光纤上刻写布拉格光纤光栅，制作出布拉格光纤光栅；（二）光路组建和对准步骤将已刻写布拉格光纤光栅的光纤置于微加工操作平台上，将飞秒激光写入系统对准刻有布拉格光纤光栅的光纤纤芯处；（三）加工步骤，即在已刻写好布拉格光纤光栅的光纤上进行逐点写入启动飞秒激光写入系统，首先飞秒激光光束在光纤上的对准处打点，然后将所述微加工操作平台进行水平移动，移动的距离为取样周期，再在光栅上进行打点，多次重复上述过程直至打点的个数满足要求为止，即完成取样光纤光栅的制作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉华，陆培祥，王海岩，刘宁亮，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]