[发明专利]一种在线制备光纤光栅阵列自动切换波长的装置及方法

权利要求书

1.一种在线制备光纤光栅阵列自动切换波长的装置，其特征在于：它包括：

用于根据拉丝塔主动牵引轮转动角度发送脉冲信号的光电编码器，脉冲信号周期对应光纤长度的最小分辨率，最小分辨率根据光电编码器的码数和主动牵引轮的半径确定；

脉冲计数器，用于对脉冲信号进行计数；

相位掩膜板阵列，包括基片，和位于基片上按照所需要刻写的光栅顺序间隔排列的相位掩膜干涉区，用于与准分子激光器发出的激光脉冲配合，完成光栅的刻写；

移动机构，用于调节相位掩膜板阵列的位置，使得相位掩膜干涉区按照顺序依次对准准分子激光器进行光栅的刻写；

控制器，用于当脉冲计数器的计数达到设定值时触发准分子激光器发射激光脉冲，控制脉冲计数器清零重新计数，并触发移动机构移动；

所述的最小分辨率按照以下公式计算：

r=2*π*R/N，

式中，r为光电编码器发送信号的弧长间隔，即最小分辨率；R为主动牵引轮的半径；N为主动牵引轮每转动一圈光电编码器发送的脉冲信号个数。

2.一种在线制备光纤光栅阵列自动切换波长的装置，其特征在于：它包括：

用于根据拉丝塔主动牵引轮转动角度发送脉冲信号的光电编码器，脉冲信号周期对应光纤长度的最小分辨率，最小分辨率根据光电编码器的码数和主动牵引轮的半径确定；

第一脉冲计数器，用于对脉冲信号进行计数；

第二脉冲计数器，用于在延时后，对脉冲信号进行计数；

相位掩膜板阵列，包括基片，和位于基片上按照所需要刻写的光栅顺序间隔排列的相位掩膜干涉区，用于与准分子激光器发出的激光脉冲配合，完成光栅的刻写；

移动机构，用于调节相位掩膜板阵列的位置，使得相位掩膜干涉区按照顺序依次对准准分子激光器进行光栅的刻写；

控制器，用于当第一脉冲计数器的计数达到设定值时触发准分子激光器发射激光脉冲，同时控制第一脉冲计数器清零重新计数；当第二脉冲计数器的计数达到设定值时触发移动机构移动，同时控制第二脉冲计数器清零重新计数；

所述的最小分辨率按照以下公式计算：

r=2*π*R/N，

式中，r为光电编码器发送信号的弧长间隔，即最小分辨率；R为主动牵引轮的半径；N为主动牵引轮每转动一圈光电编码器发送的脉冲信号个数。

3.根据权利要求2所述的在线制备光纤光栅阵列自动切换波长的装置，其特征在于：所述的移动机构包括直线电机，和固定在直线电机上用于固定相位掩膜板阵列的多维可调夹具。

4.根据权利要求3所述的在线制备光纤光栅阵列自动切换波长的装置，其特征在于：所述的直线电机包括电机及驱动机构、与电机连接的直线滑道、以及与直线滑道平行的光栅标尺；电机的移动距离依据所述光栅标尺的坐标。

5.根据权利要求3所述的在线制备光纤光栅阵列自动切换波长的装置，其特征在于：所述的多维可调夹具包括上下调节机构、前后调节机构、左右调节机构、上下俯仰调节机构和左右俯仰调节机构。

6.利用权利要求1所述的在线制备光纤光栅阵列自动切换波长的装置实现的自动切换波长的方法，其特征在于：它包括以下步骤：

S1、在光纤拉丝过程中，光电编码器根据拉丝塔主动牵引轮转动角度发送脉冲信号，脉冲信号周期对应光纤长度的最小分辨率，最小分辨率根据光电编码器的码数和主动牵引轮的半径确定；

S2、当脉冲计数器的计数达到设定值时触发准分子激光器发射激光脉冲，同时脉冲计数器清零重新计数，并启动延时程序；激光脉冲与其中一个相位掩膜干涉区共同完成光栅的刻写；

S3、当延时程序运行完毕时触发移动机构移动，相位掩膜板阵列同步移动使得下一个相位掩膜干涉区与准分子激光器对准；

所述的最小分辨率按照以下公式计算：

r=2*π*R/N，

式中，r为光电编码器发送信号的弧长间隔，即最小分辨率；R为主动牵引轮的半径；N为主动牵引轮每转动一圈光电编码器发送的脉冲信号个数。