[发明专利]一种色散可控式大带宽啁啾光纤光栅的制备方法

说明书

一种色散可控式大带宽啁啾光纤光栅的制备方法，包括以下步骤：载氢增敏处理光纤冷冻室保存；根据不同光纤通信系统中传输损耗或者增益光谱，基于数据拟合原理，拟合通讯带宽内对应的损耗增益谱曲线；根据损耗增益谱曲线计算每个波长处对应的反射率、有效折射率，从而最终精确的获得各个波长处的色散值；将反射光功率强度、波长、损耗值和色散值，导入光纤光栅刻写光源控制驱动软件中，生成曝光刻写曲线函数；利用紫外掩膜版刻写光栅系统开始制备啁啾光纤光栅；该种光纤光栅能针对上述5G通讯需求，对大带宽光信号进行滤波或色散补偿。

技术领域

本发明涉及到光电子技术领域，具体涉及一种色散可控式的大带宽啁啾光纤光栅的制备方法。

背景技术

随着全球信息化和5G通讯的到来，光纤通信系统也持续向高速、长距离、超大容量方向发展。高速及超大的容量要求光纤通讯中的带宽也越来越宽，低损耗光纤和掺铒光纤放大器的实用化虽然解决光纤通讯中的能量损耗问题，但是带宽的增加会导致色散的增加，从而限制了传输距离，需要使用色散补偿技术。

啁啾光纤光栅具有色散补偿的功能，常用来对光通讯中的光纤传输中的色散进行补偿，并取得了良好的效果，成为光纤传输中的重要无源器件之一。目前啁啾光纤光栅的补偿的带宽范围一般为2-4nm，在光纤通讯中进行单一信道的补偿。

啁啾光纤光栅是一种具有特殊结构的光纤光栅，啁啾光纤光栅的栅格周期或有效折射率是不均匀的，导致沿光栅长度的不同栅点处的反射波长不同，可用于实现色散补偿。获得啁啾光纤光栅的途径一般有两种，一种是改变光栅的有效折射率，另外一种是改变光栅的栅格周期。

在光通讯系统中信道数越来越多，信道间隔越来越窄，造成信道间的串扰较大，误码率高。由于啁啾光纤光栅具有插入损耗低、平坦误差小、尺寸小、容易进行温度补偿封装等优点，研究者对基于啁啾光纤光栅的增益平坦滤波器和补偿器给予了极大关注，但是这种滤波器和补偿器在不同的光纤传输系统中，补偿及平坦要求是不同的。因此，就要求啁啾光纤光栅能对于不同波长的损耗行不同的滤波和补偿，也就是带宽范围内的色散是可控制的，从而实现在较大的的带宽内对光纤多个信道进行一次滤波和补偿；这也是5G通讯中增加光通讯速率和容量的关键技术环节。

1、色散补偿光纤用来色散补偿。采用色散补偿光纤补偿损耗的方法固然可行，但是由于色散补偿光纤存在损耗大、光脉冲延迟高、非线性效应以等缺点，无法100％补偿色散斜率，需要采用多种类型色散光纤级联的方法，甚至需要建立一个自适应的模块来实现，才能提高通信光纤的效率。

2、普通的啁啾光纤光栅色散补偿。在CFBG应用于色散补偿方面，由于啁啾光纤光栅在高速的波分复用系统中每个信道产生的色散量不同，这就导致了每个信道通道的补偿量的不同，不能滤掉反射峰之间未用波长范围内的放大器自发辐射噪声。

发明内容

针对现有技术中的啁啾光纤光栅整体波段色散补偿时，损耗补偿单一和带宽范围窄，无法满足5G光通讯系统中大带宽、不同波段的滤波、色散损耗补偿等需求，本发明提出了一种色散可控式大带宽啁啾光纤光栅的制备方法，该种光纤光栅能针对上述5G通讯需求，对大带宽光信号进行滤波或色散补偿。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种色散可控式大带宽啁啾光纤光栅的制备方法，包括以下步骤：

步骤A、载氢增敏处理光纤，将处理后的光纤放入-5至-40℃低温冷冻室内保存；

步骤B、根据不同光纤通信系统中传输损耗或者增益光谱，获取通讯带宽范围内的各个波长处损耗或增益的相对量，然后根据从传输损耗或者增益光谱中提取目标光谱函数参数，基于数据拟合原理，拟合通讯带宽内对应的损耗增益谱曲线；

步骤C、然后根据损耗增益谱曲线计算每个波长处对应的反射率R，进而计算出啁啾光纤光栅的栅格的有效折射率n_eff，从而最终精确的获得各个波长处的色散值D；