專利名稱：保偏光纖切趾光柵的制作方法
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(duì)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(huì)引起端面反射，而端面反射的存在會(huì)嚴(yán)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(zhǎng) 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(duì)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?，F(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(shí)，其外圍測(cè)量設(shè)備的測(cè)量范圍、精度、檢測(cè)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(wèn)題是提供一種可使旁瓣抑制比大于25dB、帶寬小于 l.Onm的保偏光纖切趾光柵的制作方法。
解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案是所提供的保偏光纖切趾光柵的制作方法按 以下步驟進(jìn)行:
1) 用平面反射鏡把準(zhǔn)分子激光器產(chǎn)生的紫外光進(jìn)行90度折射，并保證
折射光平行于光？平臺(tái)；
2) 使用曲率半徑為101.7mm的柱面透鏡對(duì)紫外光的光斑進(jìn)行縱向壓縮；
3) 將壓縮后的紫外光垂直照射使用漢寧窗函數(shù)制成的振幅模板，利用該 振幅模板對(duì)入射的平行紫外光進(jìn)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；
4) 調(diào)整柱面透鏡的旋轉(zhuǎn)和傾斜方向，使通過(guò)相位模板的衍射光的中間區(qū) 域光斑強(qiáng)度大于位于中間區(qū)域兩側(cè)的光斑強(qiáng)度；
5) 調(diào)制后的紫外光通過(guò)相位模板對(duì)保偏光纖進(jìn)行曝光。 當(dāng)所需的光柵帶寬較小時(shí)，譬如帶寬小于0.45nm時(shí)最好對(duì)折射的紫外光
進(jìn)行擴(kuò)束，即在上述步驟O后用紫外光擴(kuò)束裝置，對(duì)折射后的該紫外光進(jìn) 行擴(kuò)束。
上述振幅模板的窗口尺寸為高0.2 8mm，寬0.4 15mm;
上述的紫外光擴(kuò)束裝置的進(jìn)光口徑為5mm，擴(kuò)束倍數(shù)為10。
上述通過(guò)相位模板的衍射光的中間區(qū)域光斑強(qiáng)度最好均勻一致，位于中 間區(qū)域兩側(cè)的光斑強(qiáng)度最好均勻 一致。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單易行，對(duì)曝光的精度要求低，易亍形成批量 生產(chǎn)，所制成的光柵的帶寬可以小于l.Onm、旁瓣抑制比大于25dB，使用穩(wěn) 定可靠，有利于多路復(fù)用，便于構(gòu)成多種形式的光纖傳感，尤其是采用波分 復(fù)用技術(shù)構(gòu)成的分布式光纖光柵傳感器陣列，可以進(jìn)行大面積的多點(diǎn)測(cè)量。


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(guò)相位模板的光衍射圖。
圖5是本發(fā)明第一實(shí)施例所獲得的光柵反射圖譜。 圖6是本發(fā)明第一實(shí)施例所獲得的光柵透射圖譜。 圖7是本發(fā)明第二實(shí)施例所獲得的光柵反射圖譜。 圖8是本發(fā)明第二實(shí)施例所獲得的光柵透射圖譜。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容加以詳細(xì)說(shuō)明。 實(shí)施例1
如圖1所示，制作的過(guò)程是:
1) 使用氟化氪氣體準(zhǔn)分子激光器1產(chǎn)生248nm紫外光，通過(guò)可調(diào)光闌將 光斑〗《寸調(diào)整到4mmX6mm，并保證光斑線平f丁于光學(xué)平臺(tái)；
2) 川平面反射鏡2把準(zhǔn)分-f激光器1產(chǎn)生的紫外光進(jìn)行90度折射，并 保證折射光也平行于光學(xué)平臺(tái)；
3) jl] 5X10的紫外光擴(kuò)朿裝胃3對(duì)'照射到振幅模板5的該紫外光進(jìn)行擴(kuò) 束，擴(kuò)束后的光斑直徑為50mm;
4) 使用曲率半徑為101.7mm的柱面透鏡對(duì)紫外光的光斑進(jìn)行縱向壓縮；
5) 將壓縮后的紫外光離直照射如圖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U尺寸為6mm X 14mm ，外部尺寸為 18mmX20mm:利川該振幅模板對(duì)入射的平行紫外光進(jìn)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(dāng)要求切趾對(duì)稱時(shí)，可以采用如圖3 所示的振幅模板51進(jìn)行第二次切趾。
6) 調(diào)整柱面透鏡4的旋轉(zhuǎn)和傾斜方向，使通過(guò)相位模板6的衍射光的中
間區(qū)域21光斑強(qiáng)度大于兩側(cè)區(qū)域22、 23的光斑強(qiáng)度，并且中間區(qū)域21光斑 強(qiáng)度是均勻的，兩側(cè)區(qū)域22、 23的光斑強(qiáng)度也是均勻的，如圖4所示；圖中 編號(hào)11為0級(jí)衍射光，12為+ 1級(jí)衍射光，13為-1級(jí)衍射光；相位模板6 可采用現(xiàn)有的普通相位模板。
6)調(diào)制后的紫外光通過(guò)相位模板6對(duì)保偏光纖7進(jìn)行l(wèi)凝光。 按照上述方法獲得的保偏光纖切趾光柵的反射圖譜如圖5所示，其測(cè)試 條件如下分辨率為0.05nm ，靈敏度為HIGH1 ，平均值為1 ，采樣點(diǎn)為 501。
從圖5可知中心波長(zhǎng)=1549.724nm，帶寬(FWHM) =0.403nm，旁瓣 抑制比(SLSR) =27.16dB。
本光柵的透射圖譜如圖6所示，其測(cè)試條件如下分辨率為0.05nm，靈 敏度為HIGH1 ， 平均值為1 ，采樣點(diǎn)為501。
從圖6可知中心波長(zhǎng)=1549.724nm,帶寬二0.408nm，反射率=99.95%。
實(shí)施例2
經(jīng)平面反射鏡2折射的248nm紫外光直接通過(guò)曲率半徑為101.7mm的柱 面透鏡對(duì)紫外光的光斑進(jìn)行縱向壓縮，其余過(guò)程與實(shí)施例1相同，其中振幅 模板的窗1」尺寸為5mmXllmm。其反射圖譜及透射圖譜如圖7、圖8所示。從 圖中可知，光柵的帶寬為0.588nm，旁瓣抑制比為29.53dB，中心波長(zhǎng)為 1550.320nm，反射率為99.99%。
本發(fā)明可以制作860nm-1610nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的帶寬〈1.0nm和旁瓣抑制比 〉25dB的保偏光纖切趾光柵，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、一種保偏光纖切趾光柵的制作方法，其步驟如下1)用平面反射鏡把準(zhǔn)分子激光器產(chǎn)生的紫外光進(jìn)行90度折射，并保證折射光平行于光學(xué)平臺(tái)；2)使用曲率半徑為101.7mm的柱面透鏡對(duì)紫外光的光斑進(jìn)行縱向壓縮；3)將壓縮后的紫外光垂直照射使用漢寧窗函數(shù)制成的振幅模板，利用該振幅模板對(duì)入射的平行紫外光進(jìn)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；4)調(diào)整柱面透鏡的旋轉(zhuǎn)和傾斜方向，使通過(guò)相位模板的衍射光的中間區(qū)域光斑強(qiáng)度大于位于中間區(qū)域兩側(cè)的光斑強(qiáng)度；5)調(diào)制后的紫外光通過(guò)相位模板對(duì)保偏光纖進(jìn)行曝光。
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l)后用 紫外光擴(kuò)束裝置，對(duì)折射后的該紫外光進(jìn)行擴(kuò)束。
3、 根據(jù)要求2所述的光柵制作方法，其特征是所說(shuō)的紫外光擴(kuò)束裝置的 進(jìn)光口徑為5mm，擴(kuò)束倍數(shù)為IO。
4、 根據(jù)要求1、 2或3的光柵制作方法，其特征是所說(shuō)的振幅模板的窗 口尺寸為高0.2 8mm，寬0.4 15mm。
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(guò)相位模板 的衍射光的中間區(qū)域光斑強(qiáng)度均勻，位于中間區(qū)域兩側(cè)的光斑強(qiáng)度均勻。
6、 據(jù)權(quán)利要求4所述的光柵制作方法，其特征是通過(guò)相位模板的衍射光 的中間區(qū)域光斑強(qiáng)度均勻，位于中間區(qū)域兩側(cè)的光斑強(qiáng)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(shuō)的準(zhǔn)分子激光 器采用氟化氪氣體準(zhǔn)分子激光器，所產(chǎn)生的紫外光的波長(zhǎng)為248nm。
全文摘要
本發(fā)明是一種保偏光纖切趾光柵的制作方法，以便得到帶寬小于1.0nm和旁瓣抑制比大于25dB的光纖光柵。主要步驟是用準(zhǔn)分子激光器產(chǎn)生紫外光，通過(guò)平面反射鏡對(duì)該紫外光進(jìn)行90度平行折射；然后使用曲率半徑為101.7mm的柱面透鏡對(duì)擴(kuò)束后的紫外光的光斑進(jìn)行縱向壓縮；將壓縮后的紫外光來(lái)垂直照射漢寧窗函數(shù)振幅模板，對(duì)入射平行紫外光進(jìn)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；最后通過(guò)相位模板對(duì)光敏保偏光纖進(jìn)行曝光。本發(fā)明主要應(yīng)用于860nm-1610nm波長(zhǎng)范圍的泵浦放大器和保偏光纖傳感器等。
文檔編號(hào)H01S3/00GK101101352SQ20071001807
公開(kāi)日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2007年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月18日
發(fā)明者任保國(guó), 毅 何, 冰 梁 申請(qǐng)人:西安盛佳光電有限公司