[发明专利]基于光纤布喇格光栅和反射镜的可调相移光纤光栅

说明书

技术领域

本发明涉及一种相移光纤光栅，尤其是涉及一种基于光纤布喇格光栅和反射镜的可调相移光纤光栅。

背景技术

相移光纤布喇格(Bragg)光栅(Phase-shifted Fiber Bragg Grating，PS-FBG)，是指在均匀Bragg光栅几何长度的中心通过某种方式引入附加相移，若引入的相移可使某一波长光从原来干涉相消变为增强，则在光纤光栅反射率足够高条件下，原传输谱阻带中将出现很窄的通带。它可以看作在光栅阻带波长范围内的高细度带通滤波器。相移光栅用相位掩膜板直接刻写([1]Kash Yap，R.，Mckee.P.F.，and Armes，D.，“UV written reflection grating structures inphotosensitive optical fibres using phase shifted phase masks，”Electron.Lett.30，1977-1978，(1994))较为方便，但是所制得的相移光栅的特性完全取决于掩模板，缺乏灵活性，而且掩模板价格昂贵。

从现有文献看，目前相移光栅的调谐方法非常少。1995年，Janos等人([2]M.Janos and J.Canning，“Permanent and transient resonances thermally induced in optical fiber Bragg gratings，”Electronics Letters，Vol.31，pp.1007-1009，(1995))在Bragg光栅的正中位置绕了镍铬电阻丝，电流产生的热能够引入折射率相移，通过改变电流的大小，能够调谐相移光栅的透射谱特性。1997年，Gupta等人([3]G.Sanjay，M.Toru，and S.Teruo，“Computer Control of Fiber BraggGrating Spectral Characteristics Using a Thermal Head，”Journal of Lightwave Technology，Vol.15，pp.1925-1928，(1997))用电脑控制的微加热头阵列在Bragg光栅上调谐了啁啾和相移，改变了光栅的透射谱特性，并将其应用于双波长掺铒光纤激光器。2003年，Lai等人([4]Y.C.Lai，W.Zhang，L.Zhang，J.A.R.Williams，and I.Bennion，“Optically tunable fiber grating transmissionfilters，”Optics Letters，Vol.28，pp.2446-2448，(2003))利用铒镱共掺纤在980nm泵浦作用下的热效应，在Bragg光栅上形成相移，通过控制泵浦光功率来调谐其透射谱。这些方法都是基于热光效应来实现相移调谐的，响应速度慢，系统结构复杂，稳定性及可靠性差。2008年，董小鹏等人([5]Xiaopeng Dong，Jinlong Zhou，Lin Xufeng，Li Sensen，Qi Jie，Li Weiwen，“Noveltunable phase-shifted fiber Bragg grating implemented by adjusting gap between two fibers”，Photonics and OptoElectronics Meetings(POEM2008)，24-27 November 2008，Wuhan，China.Proc.SPIE，Vol.7278，72781H(2008)；DOI：10.1117/12.823340；[6]Lin Xufeng，Xiaopeng Dong，Simulation and analysis of a novel tunable phase-shift fiber Bragg grating consisted of a uniformFBG and mirror，submitted to the International Conference On Advanced Infocomm Technology(ICAIT2009)，7-9 July 2009，XI′AN，China)将Bragg光栅从正中心截成两段后再对准，在两段光栅中间引入一段间隙，通过调谐压电陶瓷(PZT)改变间隙长度进而改变间隙相移量，能够调谐相移光栅的透射谱特性。但是这种PS-FBG必须准确地在均匀Bragg光栅中心截断才能有比较好的传输特性，并且切割过程中容易破坏Bragg光栅。另外，用上述各种方式制作的相移光栅线宽不够窄，透射峰功率比光栅传输谱阻带以外的功率低，限制了其在可调激光器和带通滤波器方面的应用。