[发明专利]一种借助于均匀光栅掩膜板制备啁啾光纤布拉格光栅的新方法

说明书

本发明提供的是一种借助于均匀光栅掩膜板制备啁啾光纤布拉格光栅的新方法，适用于纤芯存在较大范围横向折射率变化的光纤的啁啾光纤布拉格光栅制备。其特征是将准分子激光器、反射镜、扩束镜、柱透镜、掩模板和单应力元光纤依次按序放入刻写光路中，并使纤芯和掩模板平行，且垂直于掩模板栅线，即可使用刻写均匀光纤布拉格光栅的流程，得到啁啾光纤布拉格光栅。本发明使用不同的纤芯折射率存在较大范围的横向变化的光纤，即可只利用同一块相位掩模板制备出具有不同光谱特征的啁啾光纤布拉格光栅。本发明可用于啁啾光纤布拉格光栅的制备，可广泛用于光纤器件技术领域。

(一)技术领域

本发明涉及的是一种借助于均匀光栅掩膜板制备啁啾光纤布拉格光栅的新方法，属于光纤器件技术领域。

(二)背景技术

啁啾光纤布拉格光栅(CFBG)是一种折射率或栅格周期沿轴向发生变化的光纤布拉格光栅(FBG)，由于其小体积、低损耗、具有较宽的反射带宽和稳定的色散，被广泛的用于光纤色散补偿和宽带滤波器。

当FBG栅区内的折射率和栅格周期不同时，满足特定栅区布拉格条件的波长也不相同，因此使得FBG具有啁啾效应，即为CFBG。针对此成栅特点，目前有直接和间接两类制作CFBG的方法。(1)直接法是通过啁啾相位掩模板直接在光纤中写入CFBG，其传统制作工艺使用啁啾相位掩模板，进行曝光或扫描以实现在光纤中写入CFBG。这种工艺最大的缺点是必须使用啁啾相位掩模板，且制作出的CFBG的啁啾度由啁啾相位掩模板的参数决定，导致制作不同啁啾度的CFBG只能通过使用不同的啁啾相位掩模板，大大增加了生产成本。直接法如专利CN106842415A，其使用扫描刻写的方式，实现使用均匀FBG相位掩模板来写入CFBG。但由于FBG的栅距为微米量级，所以较难精确操控扫描的步进，且刻写过程受外界因素如震动的影响较大。或者在光纤不平行掩模板的情况下，写入的FBG也具有啁啾效应，但此时光纤刻写部位没有都在刻写光的焦线上，导致折射率调制深度不同，且在拉远光纤一端时，容易引入倾斜，影响光栅质量。(2)间接法是对均匀的FBG进行啁啾调制，使其产生啁啾效应。在啁啾调制的过程中需要对光纤持续作用，稳定性较直接法略差，且会影响到光纤的使用寿命。间接法如专利CN105137533.A，其使用形状记忆合金对均匀FBG进行啁啾调制，通过常温固定FBG，加热使其恢复成所需的形状来弯曲FBG，达到应力调制啁啾的效果。但由于记忆合金恢复形状需要到达转变温度，会对光纤寿命和性能造成影响，其自身存在的变形误差和光纤的抗弯过程也会直接影响到啁啾调制的精度。

为了克服现有工艺的缺点，本发明仅使用均匀FBG掩模板，用制备均匀FBG的流程，可在纤芯具有较大范围的横向折射率变化的光纤上写入CFBG。也可以通过使用不同的纤芯折射率存在较大范围的横向变化的光纤，利用同一块相位掩模板制备出具有不同光谱特征的CFBG。

(三)发明内容

本发明的目的在于给出一种借助于均匀光栅掩膜板制备啁啾光纤布拉格光栅的新方法

本发明的目的是这样实现的：

啁啾光纤布拉格光栅的组成部分包括纤芯具有较大范围的横向折射率变化的光纤和其纤芯中写入的啁啾光纤布拉格光栅。

具有较大范围的横向变化的纤芯折射率分布是线性分布，或非线性分布。

所述的啁啾光纤布拉格光栅的啁啾效应是通过纤芯折射率不均匀分布实现。

该方法仅使用均匀光栅掩模板，用制备均匀光纤布拉格光栅的流程，可在纤芯具有较大范围的横向折射率变化的光纤上写入啁啾光纤布拉格光栅。

该方法制备的啁啾光纤布拉格光栅的啁啾度，取决于该光纤纤芯折射率横向变化的变化量。

该方法可通过使用不同的纤芯折射率存在较大范围的横向变化的光纤，利用同一块相位掩模板制备出具有不同光谱特征的啁啾光纤布拉格光栅。