專利名稱:保偏光纖切趾雙光柵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及光纖光柵領(lǐng)域,特別是一種保偏光纖切趾雙光柵的制作方法。
背景技術(shù):
光纖光柵是一種光纖器件,它的原材料為具有光敏性的光纖,光纖光柵 的基本制作方法是采用紫外線對光敏光纖曝光,使光敏光纖的折射率沿軸向 周期性變化。普通的光纖光柵兩端與其尾纖間存在較大的折射率差,這種折 射率差會引起端面反射,而端面反射的存在會嚴重影響光纖光柵的性能,它 使反射式光纖光柵如光纖布拉格光柵、啁啾光纖光柵等光柵的邊模抑制比降 低,使啁啾光纖光柵的色散曲線存在較大的振蕩,使透射式光纖光柵,如長 周期光纖光柵透射主峰兩邊出現(xiàn)系列小的透射峰。為提高光纖光柵性能,必 須對光柵切趾,使光柵的折射率變化量沿光柵軸向按一定切趾函數(shù)由光柵兩 端到中間逐漸變大,以減少光柵端面與其尾纖間的折射率差,從而減小光柵 的端面反射。現(xiàn)有的光纖切趾光柵的制作方法雖然有多種,但是所制作出的
光柵的旁瓣抑制比比較低,通常在20dB以下。它們應(yīng)用于各種光學(xué)通訊器件 時,其外圍測量設(shè)備的測量范圍、精度、檢測靈敏度都受到一定的限制。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是提供一種可使旁瓣抑制比大于20dB、帶寬小于 1.5nm的保偏光纖切趾雙光柵的制作方法。
解決上述問題的技術(shù)方案是所提供的保偏光纖切趾雙光柵的制作方法 按以下步驟進行-
1)用平面反射鏡把準分子激光器產(chǎn)生的紫外光進行90度折射,并保證 折射光平行于光學(xué)平臺;
2) 將折射后的紫外光垂直照射使用高斯窗、漢寧窗、漢明窗或布萊克曼 窗中的一種函數(shù)制成的振幅模板,利用該振幅模板對入射的平行紫外光進行 振幅調(diào)制,獲得光通量按所需切趾函數(shù)分布的一束紫外光;
3) 使用曲率半徑為10.2-508.6mm的柱面透鏡對紫外光的光斑進行縱向壓
縮;
4) 調(diào)整柱面透鏡的旋轉(zhuǎn)和傾斜方向,使通過相位模板的衍射光的中間區(qū) 域光斑強度大于位于中間區(qū)域兩側(cè)的光斑強度;
5) 調(diào)制后的紫外光通過相位模板對保偏光纖進行曝光。 當所需的光柵帶寬較小時,譬如帶寬小于0.45nm時最好對折射的紫外光
進行擴束,即在上述步驟l)后用紫外光擴束裝置,對折射后的該紫外光進 行擴束。
上述振幅模板的窗口尺寸為高0,2 15mm,寬0.4 50mm;
上述的紫外光擴束裝置的進光口徑為4-10mm,擴束倍數(shù)為2-10。
上述通過相位模板的衍射光的中間區(qū)域光斑強度最好均勻一致,位于中 間區(qū)域兩側(cè)的光斑強度最好均勻一致。
本發(fā)明的優(yōu)點是工藝簡單易行,對曝光的精度要求低,易于形成批量 生產(chǎn),所制成的雙光柵的帶寬可以小于1.5nm、旁瓣抑制比大于20dB,使用 性能穩(wěn)定可靠.
圖1是本發(fā)明的保偏光纖光柵的制作原理圖。
圖2是本發(fā)明的第一種振幅模板圖。
圖3是本發(fā)明的第二種振幅模板圖。
圖4是本發(fā)明調(diào)制后通過相位模板的光衍射圖。
圖5是本發(fā)明的光柵結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是本發(fā)明第一實施例所獲得的光柵反射圖譜。
圖7是本發(fā)明第一實施例所獲得的光柵透射圖譜。 圖8是本發(fā)明第二實施例所獲得的光柵反射圖譜。 圖9是本發(fā)明第二實施例所獲得的光柵透射圖譜。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的內(nèi)容加以詳細說明。 實施例1
如圖1所示,制作的過程是-
1) 使用氟化氪氣體準分子激光器1產(chǎn)生248nm紫外光,通過可調(diào)光闌將 光斑尺寸調(diào)整到4mmX6mm,并保證光斑線平行于光學(xué)平臺;
2) 用平面反射鏡2把準分子激光器1產(chǎn)生的紫外光進行90度折射,并 保證折射光也平行于光學(xué)平臺;
3) 用BXUV-4-10X-225-308的紫外光擴束裝置3對照射到振幅模板5的 該紫外光進行擴束,擴束后的光斑直徑為40mm;
4) 將擴束后的紫外光垂直照射如圖2所示的振幅模板5,該振幅模板使 用漢寧窗函數(shù)制作而成,其內(nèi)部窗口尺寸為0.2mmX0.4mm,外部尺寸為 18mmX20mm;利用該振幅模板對入射的平行紫外光進行振幅調(diào)制,獲得光通 量按所需切趾函數(shù)分布的一束紫外光。當要求切趾對稱時,可以采用如圖3 所示的振幅模板51進行第二次切趾。
5) 使用曲率半徑為101.7mm的柱面透鏡4對紫外光的光斑進行縱向壓縮;
6) 調(diào)整柱面透鏡4的旋轉(zhuǎn)和傾斜方向,使通過相位模板6的衍射光的中 間區(qū)域21光斑強度大于兩側(cè)區(qū)域22、 23的光斑強度,并且中間區(qū)域21光斑 強度是均勻的,兩側(cè)區(qū)域22、 23的光斑強度也是均勻的,如圖4所示;圖中 編號11為0級衍射光,12為+ 1級衍射光,13為-1級衍射光;相位模板6 可采用現(xiàn)有的普通相位模板。
7) 調(diào)制后的紫外光通過相位模板6對保偏光纖7進行曝光形成光柵。8)在距此光柵》5mm處按以上l)到7)的步驟寫第二光柵。 所得到的雙光柵如圖5所示。
按照上述方法獲得的保偏光纖切趾雙光柵的反射圖譜如圖6所示,其測 試條件如下分辨率為O.lnm ,靈敏度為HIGH1 ,平均值為1 ,采樣點為 501。從圖6可知中心波長=976.293nm,帶寬(FWHM) = 1.284nm,旁瓣 抑制比(SLSR) =27.75dB。
本光柵的透射圖譜如圖7所示,其測試條件如下分辨率為0.1nm,靈 敏度為HIGH1 ,平均值為1 ,采樣點為501。從圖7可知中心波長= 976.228nm,帶寬=1.292nm,反射率=12.41%。
實施例2
經(jīng)平面反射鏡2折射的248nm紫外光直接通過曲率半徑為101.7mm的柱 面透鏡對紫外光的光斑進行縱向壓縮,其余過程與實施例1相同,其中振幅 模板的窗口尺寸為7腿X10mm。
本光柵的反射圖譜如圖8所示,從圖8可知中心波長=975。 618nm, 帶寬(FWHM) =0.065nm,旁瓣抑制比(SLSR) =26.94dB。
本光柵的透射圖譜如圖8所示,從圖8可知中心波長=975.618 nm, 帶寬(FWHM) =0.065nm,反射率=26.23%。
本發(fā)明可以制作850nm-1650nm波長范圍內(nèi)的帶寬〈1.5nm和旁瓣抑制比 >20dB的保偏光纖切趾雙光柵,主要應(yīng)用于泵浦放大器和保偏光纖傳感器等。
權(quán)利要求
1、一種保偏光纖切趾雙光柵的制作方法,其步驟如下1)用平面反射鏡把準分子激光器產(chǎn)生的紫外光進行90度折射,并保證折射光平行于光學(xué)平臺;2)將折射后的紫外光垂直照射使用高斯窗、漢寧窗、漢明窗或布萊克曼窗中的一種函數(shù)制成的振幅模板,利用該振幅模板對入射的平行紫外光進行振幅調(diào)制,獲得光通量按所需切趾函數(shù)分布的一束紫外光;3)用曲率半徑為10.2-508.6mm的柱面透鏡對紫外光光斑進行縱向壓縮;4)調(diào)整柱面透鏡的旋轉(zhuǎn)和傾斜方向,使通過相位模板的衍射光的中間區(qū)域光斑強度大于位于中間區(qū)域兩側(cè)的光斑強度;5)調(diào)制后的紫外光通過相位模板對保偏光纖進行曝光。6)在距第一個光柵≥5mm處按以上1)到5)的步驟寫第二光柵。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光柵制作方法,其特征是在上述步驟1)后用 紫外光擴束裝置,對折射后的該紫外光進行擴束。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光柵制作方法,其特征是所說的紫外光擴束裝 置的進光口徑為4-10mm,擴束倍數(shù)為2-10。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或3的光柵制作方法,其特征是所說的振幅模板 的窗口尺寸為高0.2 15111111,寬0.4 50mm;
5、 據(jù)權(quán)利要求1、 2或3所述的光柵制作方法,其特征是通過相位模板 的衍射光的中間區(qū)域光斑強度均勻,位于中間區(qū)域兩側(cè)的光斑強度均勻。
6、 據(jù)權(quán)利要求5所述的光柵制作方法,其特征是通過相位模板的衍射光 的中間區(qū)域光斑強度均勻,位于中間區(qū)域兩側(cè)的光斑強度均勻。
7、 據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光柵制作方法,其特征是所說的準分子激光 器采用氟化氪氣體準分子激光器,所產(chǎn)生的紫外光的波長為248nm。
全文摘要
本發(fā)明是一種保偏光纖切趾雙光柵的制作方法,以便得到帶寬小于1.5nm和旁瓣抑制比大于20dB的保偏光纖切趾雙光柵。主要步驟是用準分子激光器產(chǎn)生紫外光,通過平面反射鏡對該紫外光進行90度平行折射;然后將折射后的紫外光來垂直照射高斯窗、漢寧窗、漢明窗或布萊克曼窗函數(shù)振幅模板,對入射平行紫外光進行振幅調(diào)制,獲得光通量按所需切趾函數(shù)分布的一束紫外光;使用曲率半徑為10.2-508.6mm的柱面透鏡對調(diào)制后的紫外光的光斑進行縱向壓縮;最后通過相位模板對光敏保偏光纖進行曝光。本發(fā)明主要應(yīng)用于850nm-1650nm波長范圍的泵浦放大器和保偏光纖傳感器等。
文檔編號G02B6/02GK101178459SQ200710188499
公開日2008年5月14日 申請日期2007年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月6日
發(fā)明者任保國, 毅 何, 鄭仁偉 申請人:西安盛佳光電有限公司