[发明专利]一种集成化光器件、其制作方法及测试方法

权利要求书

1.一种集成化光器件，其特征在于，包括光纤拉锥结构和光纤光栅结构，所述光纤拉锥结构的合束端与所述光纤光栅的长波长方向端熔接。

2.如权利要求1所述的集成化光器件，其特征在于，所述光纤光栅结构其与光纤拉锥结构的熔接点与栅区距离5-10mm。

3.如权利要求1所述的集成化光器件，其特征在于，所述光纤光栅结构无载氢处理的光纤光栅制作方法制备。

4.如权利要求1所述的集成化光器件，其特征在于，所述光纤拉锥结构其一端包括信号纤和/或泵浦纤尾纤，另一端为拉锥形成的合束端，其直径与光纤光栅匹配。

5.如权利要求4所述的集成化光器件，其特征在于，所述光纤拉锥结构其一端包括6根泵浦纤和1根信号纤，所述泵浦纤围绕信号纤排列形成七芯蜂窝结构。

6.如权利要求1所述的集成化光器件，其特征在于，所述光纤拉锥结构和光栅结构表面包覆有低折射率涂层；所述低折射率涂层预选采用低射紫外胶形成，厚度优选小于2mm。

7.如权利要求1所述的集成化光器件，其特征在于，还包括玻璃封装件，所述玻璃封装件由玻璃基板装配而成，其与光纤光栅和光纤拉锥结构固定，所述封装件长度一般为100mm-150mm；优选包括蓝宝石基板，所述蓝宝石基板与光纤合束端、以及光纤光栅通过紫外固化胶固定。

8.如权利要求1至7任意一项所述的集成化光器件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将光纤拉锥结构的合束端和光纤光栅的长波长方向的切割形成的端面，进行熔接得到熔接的光纤拉锥结构和光纤光栅；

所述光纤光栅优选为飞秒激光光刻法、电弧放电法、离子束刻蚀法、机械微弯法等无载氢处理的光纤光栅制作方法制备；

(2)将步骤(1)获得的熔接的光纤拉锥结构和光纤光栅固定于基板上，并涂覆低射紫外胶形成低折射率涂层，获得内核件；

(3)将步骤(2)获得的内核件采用基板装配，固定于金属封装件内部，即制得本发明提供的集成化光器件。

9.如权利要求8所述的集成化光器件的制作方法，其特征在于，所述光纤光栅优选采用飞秒激光光刻法制备，具体优选基于飞秒激光辅助掩膜板对光纤进行光刻获得光纤光栅，具体步骤如下：

S1、剥除光纤待写栅区域的涂覆层，优选剥除涂覆层长度50mm；

S2、使飞秒激光器形成的高能量脉冲通过相位掩膜板形成周期性线状光斑，并照射在步骤S1获得的光纤待写栅区域使所述光纤待写栅区域在线性部分形成周期性结构调制，获得光纤光栅；

S3、将步骤S2获得的光纤光栅的out方向即长波长方向进行端面切割，栅区之外保留5-10mm长度，切割角度小于0.5°。

所述光纤拉锥结构，优选为多模-单模拉锥结构，更优选为(6+1)合束结构，按照如下方法制备：

s1、取6根多模泵浦纤、以及1根单模信号纤剥除中间部分的涂覆层，将涂覆层剥除处对齐并以所述单模信号纤为中心排列成七芯蜂窝状并纽紧，使光纤之间相互紧密缠绕获得光纤束；优选所述单模信号纤完成预拉锥，预拉锥方法如下：

将剥除中间部分涂覆层的单模信号纤进行拉锥，使得锥区最细处与剥除涂覆层之后的多模泵浦纤直径匹配。

s2、将步骤s1、获得的光纤束进行拉锥，使得锥区最细处于所述光纤光栅直径相匹配，在最细直径区域进行切割形成光纤拉锥结构合束端，从而获得两组光纤拉锥结构。

10.一种如权利要求1至7任意一项所述的集成化光器件的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将光纤激光器产生的光纤光栅结构反射波段以外波段的信号纤测试光注入集成化器件光纤拉锥结构的单模信号纤，优选信号纤测试光避开光栅的中心波长±5nm；将泵浦模块产生的泵浦测试光分别注入集成化器件的光纤拉锥结构的多模泵浦纤；

步骤2、分别调整光纤激光器电流和泵浦模块电流，使其分别处于预设的功率下，观测在预设的整光纤激光器功率和预设的泵浦模块功率下所述集成化光器件的温度值，计算所述集成光器件的合束转换效率以及光栅结构的温升系数。

对于集成光器件的输入端任一臂即任一泵浦纤尾纤，其合束转换效率按照如下方法计算：

其中，P_标为为该臂注入泵浦测试光的泵浦模块输出功率，P_out为仅在该臂的泵浦模块注入泵浦测试光时该集成光器件的输出尾纤输出功率，可利用功率计直接读取。

所述集成光器件的光栅结构温升系数l按照如下方法计算：

l＝(T₂-T₁)/P

其中，T₁为环境温度，可采用水冷系统控制在25℃，T₂为光纤激光器注入信号纤测试光后温度值，P为光纤激光器功率。