一種帶纖中多波長陣列光柵同時刻寫的裝置及方法制造方法及圖紙

一種帶纖中波長多波長陣列光柵同時刻寫的裝置，其主要是：在紫外激光器的紫外光路上由近及遠依次設有與紫外光垂直的相位掩模板、光敏帶纖和光纖形變調控模板，其中，光敏帶纖由帶纖夾具固定并與相位掩模板平行，光纖形變調控模板的工作部分設有與相位掩模板平行且大小對應的矩形通孔，在上述模板通孔兩側的支柱上對稱地設有深度不同的凹槽，上述模板下部設有滑塊，其與設在位移平臺上的滑槽相對應。本發明專利技術的陣列光柵制備系統結構簡單，多個光柵同時刻寫，利于減少光柵波長梯度誤差；采用本發明專利技術制備的陣列光柵重復性好、精度高、損傷小，適用于帶纖中多波長陣列光柵的批量生產。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種光纖光柵制作
，特別是在帶狀光纖中多根光纖上同時刻寫不同中心波長光柵陣列的裝置及方法。
技術介紹
光纖光柵是一種重要的光學元件，在光通信和傳感領域有重要的作用。帶狀光纖連接簡單方便、光纖密度高，廣泛應用于光纖通信、光纖傳感領域。目前相位掩模板法已被廣泛應用于制備光纖光柵,相位掩模板法操作簡單，所制光柵參數穩定性高。因為相位掩膜板周期是固定的，所以要制作不同中心波長的光柵需要采取一些措施，制作不同中心波長光柵廣泛使用的方法是預加應力改變光柵周期Λ。但預加應力法應用于帶纖中多根光纖刻寫中心波長梯度變化陣列光柵存在技術難點光纖帶多根光纖整體封裝不利于對各個光纖實施精確應力控制；去涂覆層長度短不易操作；光纖排列緊密，逐根刻寫操作困難，且逐根刻寫會不可避免帶來系統誤差。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種結構簡單、使帶纖中多根光纖產生可控、不同形變的。本專利技術的技術方案如下—、本專利技術的在帶纖中多根光纖上同時刻寫光柵的裝置，主要包括有紫外激光器、相位掩模板、帶纖夾具、光敏帶纖、位移平臺、光纖形變調控模板和微機。在紫外激光器的紫外光路上由近及遠依次設有與紫外光垂直的相位掩模板、光敏帶纖和光纖形變調控模板。其中，光敏帶纖由帶纖夾具固定并與相位掩模板平行。光纖形變調控模板的工作部分設有與相位掩模板平行且大小對應的矩形通孔，以避免紫外線的反射對光柵的刻寫造成影響。在上述模板通孔兩側的支柱上對稱地設有高度不同的凹槽，槽的高度對光纖造成的形I 〔 2 \ —變影響即光纖拉伸量之間的關系可用如下公式表示 /]+^1 -1f Γ，其中h為槽的高八 2 J J度，2倍I1為帶纖夾具間距與刻寫光柵長度之差，Λ I為光纖拉伸量；凹槽的寬度稍大于光纖的直徑，能夠對光纖起到定位作用。各個槽之間的距離與帶纖中光纖之間的距離相對應。上述模板下部設有滑塊，其與設在位移平臺上的滑槽相對應。上述光纖形變調控模板的材料可為金屬或者有機聚合物。二、本專利技術在帶纖中多根光纖上同時刻寫光柵的方法1、將紫外光激光器、相位掩膜板設在同一水平面上；2、確定帶纖夾具之間的距離，夾具間距稍大于刻寫光柵的長度，如光柵長度為2cm，夾具間距以3cm或4cm為宜，夾具固定光敏帶纖，使光敏帶纖中所有光纖與相位掩模板保持平行；3、將加工的光纖形變調控模板，置于位移平臺上，該位移平臺能夠沿紫外光方向移動，調整光纖形變調控模板高度與光敏帶纖、相位掩模板及紫外光的高度相匹配；4、確定帶纖中光纖光柵的初始中心波長，當帶纖未加橫向拉力或者帶纖兩側加同樣拉力時，將其固定在帶纖夾具上，刻寫光柵，確定光纖光柵的初始中心波長。5、光纖形變可控模板各個槽的間距與帶纖纖心之間的距離相同，中心距離為250微米。將位移平臺向相位掩模板方向移動一定的距離，位移平臺的移動距離、光纖形變可控模板各個槽的高度與一半光纖的拉伸量呈直角三角型勾股定理的關系。通過帶纖夾具中的限位裝置對光纖進行定位，預先設置槽的高度，通過三維平臺中步進電機的脈沖數控制達到槽的最大深度。 6、根據光纖光柵中心波長漂移量與拉伸量之間的線性關λ系Λ λ =kAl，其中Δ λ為光纖光柵中心波長漂移量、G. 652標準單模光纖形變系數k約為5. 5X 10 5>Δ I為帶纖形變拉伸量，調整各光柵的拉伸量(呈規律變化，從幾十微米到幾百微米)，由于光纖形變調控模板中各槽深度不同，對光敏帶纖中各光纖造成不同的拉伸量，光柵的中心波長與光纖拉伸量呈線性關系，于是利用穿過相位掩膜板的紫外光對光敏帶纖中所有光纖同時刻寫光柵。本專利技術與現有技術相比具有如下優點1、該陣列光柵制備系統結構簡單，光纖形變調控模板中槽間距與光敏帶纖中去涂覆層光纖間距相同，容易實現各槽對光纖的定位；2、可通過控制槽的高度來調控各光纖光柵的中心波長，并且所刻寫光柵的中心波長呈一定的規律變化；3、位移平臺的一維移動就可對各光纖造成不同拉伸量，易于實現光柵中心波長的精確控制；4、多個光柵同時刻寫，利于減少光柵波長梯度誤差；5、光敏帶纖的去涂覆層距離短；6、采用本專利技術制備的陣列光柵重復性好、精度高、損傷小，適用于帶纖中多波長陣列光柵的批量生產。附圖說明圖1為本專利技術刻寫裝置立體示意簡圖。圖2為本專利技術光纖形變調控模板主視示意簡圖。圖3為圖2的A向視圖。圖4為槽高與光纖拉伸量計算原理圖。圖中，1:微機；2 :光纖形變調控模板；3 :位移平臺；4 :紫外激光；5 :相位掩膜板；6 :光敏帶纖；7 :帶纖夾具。具體實施例方式在圖1所示的一種帶纖中多波長陣列光柵同時刻寫的裝置立體示意簡圖中，在紫外激光器的紫外光路上由近及遠依次設有與紫外光垂直的相位掩模板、光敏帶纖和光纖形變調控模板。其中，光敏帶纖由兩個帶纖夾具固定并與相位掩模板平行。由微細加工工藝制作的光纖形變調控模板工作部分的高度與光敏帶纖高度相對應。上述光纖形變調控模板的工作部分設有與相位掩模板平行且大小對應的矩形通孔。在上述模板通孔兩側的支柱上對稱地設有深度不同的凹槽如圖2和圖3所示，槽的高度對光纖造成的形變影響即光纖拉伸 量之間的關系可用如下公式表示權利要求1.一種帶纖中波長多波長陣列光柵同時刻寫的裝置，其特征在于在紫外激光器的紫外光路上由近及遠依次設有與紫外光垂直的相位掩模板、光敏帶纖和光纖形變調控模板， 其中，光敏帶纖由帶纖夾具固定并與相位掩模板平行，光纖形變調控模板的工作部分設有與相位掩模板平行且大小對應的矩形通孔，在上述模板通孔兩側的支柱上對稱地設有深度不同的凹槽，槽的高度對光纖造成的形變影響即光纖拉伸量之間的關系可用如下公式表 ,其中h為槽的高度，2倍I1為帶纖夾具間距與刻寫光柵長度之差， Δ I為光纖拉伸量；凹槽的寬度稍大于光纖的直徑，各個槽之間的距離與帶纖中光纖之間的距離相對應，上述模板下部設有滑塊，其與設在位移平臺上的滑槽相對應。2.權利要求1的一種帶纖中波長多波長陣列光柵同時刻寫的方法，其特征在于1)、將紫外光激光器、相位掩膜板設在同一水平面上；2)、確定帶纖夾具之間的距離，固定光敏帶纖，使光敏帶纖中所有光纖與相位掩模板保持平行；3)、將加工的光纖形變調控模板，置于位移平臺上，該位移平臺能夠沿紫外光方向移動，調整光纖形變調控模板高度與光敏帶纖、相位掩模板及紫外光的高度相匹配；4)、將位移平臺向相位掩模板方向移動一定的距離，根據光纖光柵中心波長漂移量與拉伸量之間的線性關λ系Λ λ =kAl，其中Λ λ為光柵中心波長漂移量、k為形變系數約為5. 5X IO-5,Δ I為光纖的形變拉伸量，調整各光柵的拉伸量，由于光纖形變調控模板中各槽深度不同，對光敏帶纖中各光纖造成不同的拉伸量，光柵的中心波長與光纖拉伸量呈線性關系，利用穿過相位掩膜板的紫外光對光敏帶纖中所有光纖同時刻寫光柵。3.根據權利要求1所述的一種帶纖中波長多波長陣列光柵同時刻寫的裝置，其特征在于光纖形變調控模板的材料可為金屬或者有機聚合物。全文摘要一種帶纖中波長多波長陣列光柵同時刻寫的裝置，其主要是在紫外激光器的紫外光路上由近及遠依次設有與紫外光垂直的相位掩模板、光敏帶纖和光纖形變調控模板，其中，光敏帶纖由帶纖夾具固定并與相位掩模板平行，光纖形變調控模板的工作部分設有與相位掩模板平行且大小對應的矩形通孔，在上述模板通孔兩側的支柱上對稱地本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種帶纖中波長多波長陣列光柵同時刻寫的裝置，其特征在于：在紫外激光器的紫外光路上由近及遠依次設有與紫外光垂直的相位掩模板、光敏帶纖和光纖形變調控模板，其中，光敏帶纖由帶纖夾具固定并與相位掩模板平行，光纖形變調控模板的工作部分設有與相位掩模板平行且大小對應的矩形通孔，在上述模板通孔兩側的支柱上對稱地設有深度不同的凹槽，槽的高度對光纖造成的形變影響即光纖拉伸量之間的關系可用如下公式表示：其中h為槽的高度，2倍l1為帶纖夾具間距與刻寫光柵長度之差，△l為光纖拉伸量；凹槽的寬度稍大于光纖的直徑，各個槽之間的距離與帶纖中光纖之間的距離相對應，上述模板下部設有滑塊，其與設在位移平臺上的滑槽相對應。FDA00002498421600011.jpg

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉雪強，畢衛紅，齊躍峰，江鵬，高潔，
申請(專利權)人：燕山大學，
類型：發明
國別省市：