專利名稱：一種取樣光纖光柵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光纖光柵的制作方法，特別涉及一種取樣光纖光柵的制作方法，利用 飛秒激光在已刻寫布拉格光纖光柵的布拉格光纖上制作取樣光纖光柵。
背景技術(shù)：
取樣光纖光柵也稱超結(jié)構(gòu)光纖光柵，它是由多段具有相同參數(shù)的光纖光柵以相同 的間距級聯(lián)而成。取樣光纖光柵具有體積小，成本低，與光纖兼容性好和插入損耗低等優(yōu) 點，廣泛應(yīng)用于濾波、色散補償及波分復用。除了用作梳狀濾波器之外，取樣光纖光柵還可 用DWDM系統(tǒng)中的分插復用器件。與其他分插復用器件不同的是，取樣光纖光柵構(gòu)成的分插 器件，可同時分或插多路信道間隔相同的信號。因此，用它制作的新型光子學器件在光纖通 信網(wǎng)絡(luò)中有著廣泛的應(yīng)用前景。取樣光纖光柵具有多通道濾波的特點，它具有體積小、重量 輕、成本低和靈活方便、插入損耗低、與光纖兼容性好、波長選擇性好等特點而受到普遍的 重視，成為現(xiàn)今人們研究的熱點。傳統(tǒng)的制作方法通常是在一段光纖上逐個刻寫光纖布拉格光柵，傳統(tǒng)的制作方法 的缺點在于它的制作非常困難，對幅度的Sine函數(shù)調(diào)制還是相移插入的控制要求都非常 高，而且不能靈活的控制光柵的周期數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種取樣光纖光柵的制作方法，使用飛秒脈沖激光在已刻寫布拉格光 纖光柵的布拉格光纖中通過逐點寫入制作取樣光纖光柵，解決現(xiàn)有制作方法不能靈活確定 取樣周期的問題。本發(fā)明的一種取樣光纖光柵的制作方法，包括下述步驟一 .布拉格光纖光柵制作步驟打開激光泵浦源和飛秒激光光源，同時打開光功 率計并調(diào)零，所述飛秒激光光束經(jīng)過平凸柱透鏡和相位掩模板，在相位掩模板后方呈現(xiàn)一 個線狀光斑，調(diào)整光纖相對于線狀光斑的位置，使光纖的纖芯和線狀光斑重合；所述飛秒激光寫入系統(tǒng)由飛秒激光光源、平凸柱透鏡、相位掩模板和一對光纖調(diào) 整架構(gòu)成。二 .光路組建和對準步驟將制作好的布拉格光纖光柵置于微加工操作平臺上，將飛秒激光寫入系統(tǒng)對準光 纖纖芯。打開激光泵浦源；打開飛秒激光光源，飛秒激光光束經(jīng)過機械快門和反射鏡，在顯 微鏡成像系統(tǒng)后聚焦。打開機械快門，在顯微鏡成像系統(tǒng)前加衰減片，使得光斑能量不足以 破壞光纖，在目鏡中呈現(xiàn)為一個白色亮點。調(diào)節(jié)操作平臺方位，使得聚焦點位于光纖中刻寫 布拉格光柵一段的纖芯處。關(guān)閉機械快門并設(shè)置好參數(shù)，將衰減片移開。三.加工步驟啟動機械快門，聚焦后的飛秒激光光束在布拉格光纖上打一個點； 將微加工操作平臺進行水平移動，移動的距離為取樣周期，再啟動機械快門進行逐點寫入；重復上述步驟直至打點的個數(shù)滿足要求為止。即在一段已刻寫好布拉格光纖光柵的布拉格光纖上進行逐點寫入，構(gòu)成取樣光纖 光柵。本發(fā)明涉及的裝置包括一個微加工平臺和一套飛秒激光寫入系統(tǒng)，所述飛秒激光 寫入系統(tǒng)包括飛秒激光光源、平凸柱透鏡、相位掩模板和一對光纖調(diào)整架，平凸柱透鏡的焦 距為60mm，特定的相位掩模板對應(yīng)特定的光纖布拉格光柵(FBG)工作波長。微加工平臺包 括機械快門、顯微鏡、計算機控制的精密移動平臺?？紤]到針對不同取樣波長的取樣光柵，其周期不同。因此要制作不同的取樣光纖 光柵就要采用不同的周期。現(xiàn)有的制作方法只能制作特定周期的取樣光纖光柵，而不能根 據(jù)要求的變化改變?nèi)又芷?。本發(fā)明利用微加工平臺逐點寫入的方法，可以靈活改變?nèi)?周期，從而使取樣光纖光柵的制作復雜性大大降低。


圖1為本發(fā)明涉及的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為飛秒激光寫入系統(tǒng)示意具體實施例方式以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。一種取樣光纖光柵制作方法，包括下述步驟一 .布拉格光纖光柵制作步驟打開激光泵浦源，將激光泵浦光功率鎖定在50 450mff ；打開光功率計并調(diào)零；打開飛秒激光光源，將其功率調(diào)為300 500mW，飛秒激光光 束經(jīng)過平凸柱透鏡和相位掩模板，在相位掩模板后方呈現(xiàn)一個線狀光斑，調(diào)整光纖相對于 線狀光斑的位置，使光纖的纖芯和線狀光斑重合，一段時間后，纖芯的折射率被周期性調(diào) 制，光纖布拉格光柵形成。如圖2所示，飛秒激光寫入系統(tǒng)包括飛秒激光光源、平凸柱透鏡9、相位掩模板4和 一對光纖調(diào)整架，飛秒激光光源發(fā)射飛秒激光6，一對光纖調(diào)整架架設(shè)在光纖3的兩端，以 便調(diào)整光纖相對相位掩模板4的位置。二 .光路組建和對準步驟首先，將一段已刻寫布拉格光纖光柵的光纖置于微加工操作平臺上，將飛秒激光 寫入系統(tǒng)對準光纖纖芯。所述飛秒激光寫入系統(tǒng)由飛秒激光光源、機械快門，反射鏡和顯微 鏡成像系統(tǒng)構(gòu)成。如圖1所示，飛秒激光束1通過功率可變衰減器2，經(jīng)反射鏡5分光，一路光在(XD7 上成像，另一路光經(jīng)過顯微鏡物鏡8聚焦，焦點對準光纖纖芯，用光譜分析儀12可觀察輸出 光的透射譜。其次，進行對準打開激光泵浦源；打開飛秒激光光源，飛秒激光光束經(jīng)過機械快 門和反射鏡，在顯微鏡成像系統(tǒng)后聚焦。打開機械快門，在顯微鏡成像系統(tǒng)前加衰減片，使 得光斑能量不足以破壞光纖，在目鏡中呈現(xiàn)為一個白色亮點。調(diào)節(jié)操作平臺方位，使得聚焦 點位于布拉格光纖中刻寫布拉格光柵一端的纖芯處。關(guān)閉機械快門并設(shè)置好參數(shù)，將衰減 片移開。
三.加工步驟啟動機械快門，聚焦后的飛秒激光光束在布拉格光纖上打一個點； 將微加工操作平臺進行水平移動，移動的距離為取樣周期，再啟動機械快門進行逐點寫入； 重復上述步驟直至打點的個數(shù)滿足要求為止。本實施例中的飛秒激光光源可以采用Spectrum Physics公司的產(chǎn)品，工作波長為 800nm，脈寬50fs，重復頻率IKHz。
權(quán)利要求
1.一種取樣光纖光柵的制作方法，包括如下過程(一)布拉格光纖光柵制作步驟利用飛秒激光寫入系統(tǒng)在光纖上刻寫布拉格光纖光柵，制作出布拉格光纖光柵；(二)光路組建和對準步驟將已刻寫布拉格光纖光柵的光纖置于微加工操作平臺上，將飛秒激光寫入系統(tǒng)對準刻 有布拉格光纖光柵的光纖纖芯處；(三)加工步驟，即在已刻寫好布拉格光纖光柵的光纖上進行逐點寫入啟動飛秒激光寫入系統(tǒng)，首先飛秒激光光束在光纖上的對準處打點，然后將所述微加 工操作平臺進行水平移動，移動的距離為取樣周期，再在光柵上進行打點，多次重復上述過 程直至打點的個數(shù)滿足要求為止，即完成取樣光纖光柵的制作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的布拉格光纖光柵制作步驟具體為 打開激光泵浦源和飛秒激光光源，同時打開光功率計并調(diào)零，飛秒激光光束經(jīng)過飛秒激光 寫入系統(tǒng)的平凸柱透鏡和相位掩模板，在相位掩模板后方呈現(xiàn)一個線狀光斑，調(diào)整光纖尾 部相對于線狀光斑的位置，使光纖的纖芯和線狀光斑重合，然后進行光柵刻蝕，一段時間 后，纖芯的折射率被周期性調(diào)制，光纖布拉格光柵形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的光路組建和對準步驟具體為 將一段已刻寫布拉格光纖光柵的光纖置于微加工操作平臺上，將飛秒激光寫入系統(tǒng)對準光 纖纖芯，打開激光泵浦源和飛秒激光光源，飛秒激光光束經(jīng)過機械快門和反射鏡，在顯微鏡 物鏡后聚焦，打開機械快門，在顯微鏡物鏡前加衰減片，使得光斑能量不足以破壞光纖，在 目鏡中呈現(xiàn)為一個白色亮點，調(diào)節(jié)微加工操作平臺方位，使得聚焦點位于布拉格光纖中刻 寫布拉格光柵一端的纖芯處，關(guān)閉機械快門并設(shè)置好參數(shù)，將衰減片移開，即完成光路組建 和對準。
4.利用權(quán)利要求1-3之一所述的方法制作的取樣光纖光柵。
全文摘要
一種制作取樣光纖光柵的方法，屬于光纖光柵的制作方法，解決現(xiàn)有制作方法不能靈活控制取樣周期的問題。本發(fā)明包括布拉格光纖光柵制作步驟、光路組建對準步驟和加工步驟。在所述加工步驟中利用飛秒激光對一段已刻寫布拉格光纖光柵的布拉格光纖進行逐點寫入，構(gòu)成取樣光纖光柵。取樣光纖光柵的周期可以通過計算機控制的微加工平臺控制，克服了傳統(tǒng)方法不能靈活控制取樣周期的不足。本發(fā)明為制作特定周期的取樣光纖光柵帶來了極大的靈活性。
文檔編號G02B6/02GK102053301SQ20101057588
公開日2011年5月11日 申請日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者劉寧亮, 李玉華, 王海巖, 陸培祥 申請人:華中科技大學