[实用新型]切趾长周期光纤光栅刻写装置

说明书

一种切趾长周期光纤光栅刻写装置，包括二氧化碳激光器、扩束透镜组、扫描振镜、聚焦场镜以及光纤操作移动平台，二氧化碳激光器输出的激光的传输路径上依次设置有扩束透镜组、扫描振镜以及聚焦场镜，聚焦场镜的正下方设置有光纤操作移动平台，所述待刻写切趾长周期光纤光栅的光纤安装在光纤操作移动平台，从聚焦场镜出射的激光能够入射到安装在光纤操作移动平台上的光纤上实现切趾长周期光纤光栅刻写。本实用新型能够刻写切趾长周期光纤光栅，采用本装置刻写切趾长周期光纤光栅能够消除由于逐点曝光刻写法导致的折射率突变。

技术领域

本实用新型涉及光纤光栅的刻写以及应用技术领域，具体涉及一种切趾长周期光纤光栅刻写装置。

背景技术

光纤光栅在光纤激光器、光纤通信及光纤传感等领域有着广泛的应用。与传统光栅相比，光纤光栅具有线宽窄、插入损耗低、抗电磁干扰能力强、灵敏度高、质量轻、体积小、易于实现波分复用和使用灵活等优点。利用光纤光栅代替传统光学二色镜而构成的全光纤激光器，具有稳定性高、结构紧凑等优点，使得光纤激光器走向实用化。光纤光栅的出现也极大促进了光纤通信和光纤传感的发展。

目前制备长周期光纤光栅的主要方法有相位掩模法、逐点写入法、拼接法和熔融拉锥法等。其中，相位掩模板法，通常使用紫外光照射相位掩模板形成衍射条纹，利用±1级衍射条纹侧面曝光光敏光纤制备光栅结构。采用相位掩模法制备的光纤光栅的周期只取决于相位掩模板条纹的周期(光栅周期为相位掩模板条纹周期的一半)，因而降低了光纤光栅制备工艺的难度。逐点写入法通常用来制备周期相对较大的长周期光纤光栅，这种方法不受光源限制，准分子激光、飞秒激光、二氧化碳激光均可以用作为逐点写入法的光源。这种方法主要是靠光束聚焦后在光纤上逐点曝光的方式形成折射率周期性的调制，最常用的两种刻写装置是电动平移法和振镜扫描法。

采用逐点刻写法制备长周期光纤光栅由于光栅区最两端的曝光点和普通光纤之间存在一个折射率突变，产生自啁啾效应，表现为其透射谱、反射谱上出现较为严重的边带，极大地制约了光纤光栅器件的应用。通过长周期光纤光栅切趾技术，使光栅中折射率调制的振幅沿着光栅轴向呈现高斯分布，这样能有效避免光纤的短波损耗和有效抑制透射谱谐振峰的边带。由于这种长周期光纤光栅的制备方法是逐点刻写，无法像布拉格光栅一样使用切趾模板来使整个光栅区域的基底折射率呈高斯分布。

逐点刻写法的刻写周期通常是由电动位移平台来控制，整个过程中每一个折射率调制点的曝光时间一致，因此每个曝光位置的折射率调制幅值都相等。这种导致了光栅区部分的折射率和非光栅区部分的折射率变化没有梯度，呈现两级分化。这种量级分化的折射率分布也导致谐振峰边带的产生。在某些情况下会很大程度上影响长周期光纤光栅的性能。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型提出了一种切趾长周期光纤光栅刻写装置。

为实现上述技术目的，本实用新型采用的具体技术方案如下：

本实用新型提供一种切趾长周期光纤光栅刻写装置，包括二氧化碳激光器、扩束透镜组、扫描振镜、聚焦场镜以及光纤操作移动平台，二氧化碳激光器输出的激光的传输路径上依次设置有扩束透镜组、扫描振镜以及聚焦场镜，聚焦场镜的正下方设置有光纤操作移动平台，所述待刻写切趾长周期光纤光栅的光纤安装在光纤操作移动平台，能够在光纤操作移动平台的带动下移动，从聚焦场镜出射的激光能够入射到安装在光纤操作移动平台上的光纤上实现切趾长周期光纤光栅刻写。

进一步地，本实用新型光纤操作移动平台采用位移平台驱动电机驱动，通过控制位移平台驱动电机进而控制光纤操作移动平台的水平移动距离以及速度。

进一步地，本实用新型所述扫描振镜由振镜驱动器控制，振镜驱动器控制扫描振镜的标刻图案以及标刻位置。