專利名稱：超窄帶光纖光柵的制作系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光纖光柵制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及超窄帶光纖光柵的制作系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在光纖光柵傳感系統(tǒng)中由于光纖光柵的3dB寬帶而影響分辨率和精度；3dB越窄，與解調(diào)系統(tǒng)的可調(diào)濾波器卷積后得到的精度越高。又如制作高相干長度的激光光源，控制輸出激光的相干長度的關(guān)鍵是光纖光柵的帶寬。光纖光柵3dB帶寬越窄，用它來控制輸出激光光源的相干長度越高。因此超窄帶光纖光柵的制作是光纖光柵傳感系統(tǒng)提高分辨率的關(guān)鍵因數(shù)，也是高相干長度激光器的重要因數(shù)。目前市場上不同用途的光纖光柵大都是布拉格光柵模板進(jìn)行曝光制作或是用雙掃描裝置進(jìn)行函數(shù)控制曝光，即對光束位置，模板位置和光敏光纖位置這三個(gè)參數(shù)中的兩個(gè)，進(jìn)行函數(shù)控制曝光來進(jìn)行光柵的制作。用雙掃描裝置進(jìn)行函數(shù)控制曝光，即對光束位置，模板位置和光敏光纖位置這三個(gè)參數(shù)中的兩個(gè)，進(jìn)行函數(shù)控制曝光來進(jìn)行光柵的制作的方法，需要制作精密控制的雙掃描系統(tǒng)。
如中國專利02151734.7所述的采用振幅掩模版對入射平行紫外光進(jìn)行振幅調(diào)制后利用相位模版對光敏光纖進(jìn)行掃描曝光，它在紫外光照射振幅模版前，先用擴(kuò)束裝置對紫外光進(jìn)行擴(kuò)束，擴(kuò)束后的紫外光經(jīng)過振幅掩模版進(jìn)行振幅調(diào)制，再用聚光裝置壓縮紫外光光斑，然后通過相位掩模版對光敏光纖進(jìn)行掃描曝光。
中國專利02159585.2把垂直入射的平行紫外光用振幅光柵衍射，然后用石英玻璃匯聚衍射光，匯聚衍射光通過相位模版對光敏光纖進(jìn)行曝光。
又如中國專利CN02146019.1是用計(jì)算機(jī)同時(shí)控制準(zhǔn)分子脈沖激光器和固定著光闌的旋轉(zhuǎn)移動臺按事先設(shè)計(jì)的函數(shù)曲線帶動光闌轉(zhuǎn)動對光敏光纖曝光。
以上這些方法的不僅系統(tǒng)造價(jià)昂貴，而且需要嚴(yán)格的相應(yīng)防震系統(tǒng)，保證光柵制作過程中機(jī)械方位的穩(wěn)定性。除了成本造價(jià)外，以上兩種辦法還有一個(gè)共同的缺點(diǎn)它們只能實(shí)現(xiàn)所需曝光函數(shù)的階梯數(shù)字模擬，模擬函數(shù)的連續(xù)性的優(yōu)劣會給光柵響應(yīng)函數(shù)的產(chǎn)生不同程度的誤差。而且制作光纖光柵3dB帶寬一般在0.2納米左右，不能滿足高精度檢測的要求。
總之，已知技術(shù)存在的問題一是制作光纖光柵的儀器設(shè)備造價(jià)昂貴；二是各種制作不同形狀的光纖光柵的方法都需要復(fù)雜的附加條件，對于員工實(shí)際操作和工業(yè)化生產(chǎn)有帶來困難，三是目前市場上還沒有3dB帶寬為皮米級的光纖光柵。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明目的在于提供一種超窄帶光纖光柵的制作系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)超窄帶光纖光柵精確制造，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種超窄帶光纖光柵的制作系統(tǒng)，由按裝在一個(gè)機(jī)械性能穩(wěn)固的基底上的紫外激光光源、第一柱透鏡和第二柱透鏡、布拉格光柵模板和可移動可調(diào)狹縫組成，第一柱透鏡和第二柱透鏡相互垂直，紫外激光光源發(fā)出的光依次經(jīng)過第一柱透鏡和第二柱透鏡、布拉格光柵模板，投射到用于制作窄帶光纖的光敏光纖上，可移動可調(diào)狹縫設(shè)置在第二柱透鏡和布拉格光柵模板之間。
紫外激光光源為一準(zhǔn)分子激光器，波長為248納米或193納米。
可移動可調(diào)狹縫為與水平方向相垂直方向的平行狹縫，可移動可調(diào)狹縫的調(diào)節(jié)動態(tài)范圍為0.8-1毫米，為使通過的透射光保持均勻，可移動可調(diào)狹縫還附帶有在其調(diào)節(jié)時(shí)，使其中心位置保持不變的固定裝置。
可移動可調(diào)狹縫的調(diào)節(jié)片為厚度100微米-300微米導(dǎo)熱性良好的金屬薄片。
可移動可調(diào)狹縫的調(diào)節(jié)片為銅片。
可移動可調(diào)狹縫緊貼布拉格光纖模板。
由于本發(fā)明采用了可移動可調(diào)狹縫，工作波長完全由原有的布拉格光柵模板決定而與此附加裝置無關(guān)，因而本發(fā)明可帶來以下技術(shù)效果可用于制作各種波長的超窄帶光柵，具備通用性；可實(shí)現(xiàn)所需曝光函數(shù)的精確模擬，不引入起源于不連續(xù)性的誤差，具有較高的制作精度。此外，還具有成本低廉的特點(diǎn)。


圖1是制作超窄帶光纖光柵的制作設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)圖示意圖。
圖2是可調(diào)可移動狹縫示意圖。
圖3超窄帶光纖光柵的光譜圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的超窄帶光纖光柵制作分兩步進(jìn)行，第一步是制作普通的光纖光柵，普通光纖光柵制作裝置如圖1所示，它是由紫外激光光源1發(fā)出139納米或248納米的紫外光平行光；進(jìn)入柱透鏡2，經(jīng)柱透鏡2匯聚后成矩行光，然后進(jìn)入柱透鏡3，經(jīng)柱透鏡3再一次匯聚后成方行光斑，方行光斑照射到布拉格光柵模板4以及光敏光柵5進(jìn)行爆光，制成了普通的布拉格光纖光柵。所有的部件都按裝在一個(gè)機(jī)械性能穩(wěn)固的基底上。第二步是制作超窄帶光纖光柵；緊挨布拉格光柵模板4有一個(gè)可移動可調(diào)的狹縫6。當(dāng)普通Bragg光纖光柵制作完成后，保持原有的條件不動，移動可調(diào)的狹縫6，再次在·Bragg光纖光柵上曝光，完成后產(chǎn)生的就是超窄帶光纖光柵。
以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，進(jìn)一步說明本發(fā)明。
如圖1-3所示，一種制作光纖光柵的裝置，包括準(zhǔn)分子或氬離子紫外激光器1，由紫外激光器發(fā)出248納米或193納米的平行光經(jīng)過兩個(gè)互相垂直第一柱透鏡2和第二柱透鏡3匯聚成方形光斑，這兩個(gè)柱透鏡具有完全相同的性能指標(biāo)，它們都垂直于紫外光入射的方向。經(jīng)過兩個(gè)互相垂直柱透鏡2和3匯聚的方形光斑通過相位模版4對光敏光纖5進(jìn)行曝光后完成第一步布拉格光纖光柵的制作，然后移動可調(diào)可移動狹縫到布拉格光纖光柵的位置，再次對光敏光纖爆光，超窄帶光纖光柵就完成了。
以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作任何簡單修改、等同變化和修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的超窄帶光纖光柵特別適用于高精度傳感系統(tǒng)，解調(diào)系統(tǒng)和超窄帶激光光源的波長穩(wěn)定系統(tǒng)中。
權(quán)利要求
1.一種超窄帶光纖光柵的制作系統(tǒng)，其特征是，由按裝在一個(gè)機(jī)械性能穩(wěn)固的基底上的紫外激光光源(1)、第一柱透鏡(2)和第二柱透鏡(3)、布拉格光柵模板(4)和可移動可調(diào)狹縫(6)組成，第一柱透鏡(2)和第二柱透鏡(3)相互垂直，紫外激光光源(1)發(fā)出的光依次經(jīng)過第一柱透鏡(2)和第二柱透鏡(3)、布拉格光柵模板(4)投射到用于制作窄帶光纖的光敏光纖(5)上，可移動可調(diào)狹縫(6)設(shè)置在第二柱透鏡(3)和布拉格光柵模板(4)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超窄帶光纖光柵的制作系統(tǒng)，其特征是，紫外激光光源(1)為一準(zhǔn)分子激光器，波長為248納米或193納米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超窄帶光纖光柵的制作系統(tǒng)，其特征是，可移動可調(diào)狹縫(6)為與水平方向相垂直方向的平行狹縫，可移動可調(diào)狹縫(6)的調(diào)節(jié)動態(tài)范圍為0.8-1毫米，為使通過的透射光保持均勻，可移動可調(diào)狹縫(6)還附帶有在其調(diào)節(jié)時(shí)，使其中心位置保持不變的固定裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種超窄帶光纖光柵的制作系統(tǒng)，其特征是，可移動可調(diào)狹縫(6)的調(diào)節(jié)片為厚度100微米-300微米導(dǎo)熱性良好的金屬薄片。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種超窄帶光纖光柵的制作系統(tǒng)，其特征是，可移動可調(diào)狹縫(6)的調(diào)節(jié)片為銅片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超窄帶光纖光柵的制作系統(tǒng)，其特征是，可移動可調(diào)狹縫(6)緊貼布拉格光纖模板(4)。
全文摘要
本發(fā)明屬于光纖光柵制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及超窄帶光纖光柵的制作系統(tǒng)。為提供一種超窄帶光纖光柵的制作系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)超窄帶光纖光柵精確制造，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種超窄帶光纖光柵的制作系統(tǒng)，由按裝在一個(gè)機(jī)械性能穩(wěn)固的基底上的紫外激光光源、第一柱透鏡和第二柱透鏡、布拉格光柵模板和可移動可調(diào)狹縫組成，第一柱透鏡和第二柱透鏡相互垂直，紫外激光光源發(fā)出的光依次經(jīng)過第一柱透鏡和第二柱透鏡、布拉格光柵模板，投射到用于制作窄帶光纖的光敏光纖上，可移動可調(diào)狹縫設(shè)置在第二柱透鏡和布拉格光柵模板之間。本發(fā)明主要用于制作超窄帶光纖光柵，特別適用于高精度傳感系統(tǒng)，解調(diào)系統(tǒng)和超窄帶激光光源的波長穩(wěn)定系統(tǒng)中。
文檔編號G02B6/124GK1908709SQ20061001520
公開日2007年2月7日 申請日期2006年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月4日
發(fā)明者董蘇姍, 郭轉(zhuǎn)運(yùn), 孟凡勇, 張強(qiáng) 申請人:天津愛天光電子科技有限公司