[发明专利]实现光纤光栅变趾的方法

说明书

技术领域

本发明属于光纤通讯领域，特别涉及实现光纤光栅变趾的新方法。

背景技术

在高速、长距离光纤通讯系统中，由于光纤的色散，使输入的信号脉冲在传输过程中发生畸变和展宽，产生码间干扰，增加误码率。色散限制了光纤通信传输的容量和距离，用啁啾光纤光栅作为光纤通讯系统的色散补偿元件，其成本低、技术含量高，具有广泛的应用前景。但通常啁啾光纤光栅的色散曲线并不平坦，时延曲线的线性度并不好，因此很难满足色散补偿的要求。为了获得平坦的色散曲线和线性度好的时延曲线，可以通过改变光纤光栅的模式耦合系数的轴向分布来实现，即使光纤光栅中间的耦合系数最大，两侧的耦合系数逐渐减少(如高斯分布)这就是所谓的变趾技术。

现有的变趾技术是在紫外写入光纤光栅的同时实现的，即在紫外写入光纤光栅时，在光纤光栅的轴向形成一个紫外光强的高斯分布。采用此种方法，由于光纤光栅的中心波长、反射率等参数与变趾过程相互关联、相互影响，增大了光纤光栅制作的难度，降低了光纤光栅的成品率。

发明内容

本发明的目的在于为克服已有技术的不足之处，提出采用电弧扫描后变趾技术。该方法不但简单易行，而且可提高光纤光栅的成品率。

本发明提出一种实现光纤光栅变趾的方法，其特征在于，在紫外写入光纤光栅完成后再利用高压放电产生的电弧扫描光纤光栅，通过控制扫描速度实行变趾技术；其实现步骤包括；1)将待处理的光纤光栅拉紧后固定在支架上；2)将弧光电极固定并与光纤光栅垂直布置；3)用步进电机带动弧光电极沿光纤光栅轴向作变速扫描运动，其速度变化由计算机控制步进电机实现；4)在扫描运动期间内，电极在高电压作用下产生电弧，扫描运动开始的瞬间，电弧产生并一直持续到扫描运动结束；在对上述光纤光栅进行变趾时，电极沿光纤光栅作轴向扫描运动，其扫描速度的变化模拟高斯函数，即在光纤光栅的两端扫描速度较慢，在光纤光栅的中间扫描速度较快。

本发明的工作原理是：光纤光栅中折射率沿光纤轴向的扰动反映为导波模式的耦合系数，折射率扰动的幅度越大，模式耦合系数也越大。而电弧扫描光纤光栅可以减少其轴向的折射率扰动幅度，扫描速度越慢，电弧和光纤光栅作用的时间越长，折射率扰动幅度减少得越多；扫描速度越快，电弧和光纤光栅作用的时间越短，折射率扰动幅度减少得越小。改变扫描速度就可以改变光纤光栅的模式耦合系数，从而实现光纤光栅的变趾。

本发明所述方法具有简单易行，光纤光栅的成品率高的特点。

附图说明

图1为本发明实现光纤光栅变趾方法的实施例示意图。

图2为变趾前光纤光栅的时延曲线示意图。

图3为变趾后光纤光栅的时延曲线示意图。

具体实施方式

本发明实现光纤光栅变趾方法的一种实施例结合附图详细说明如下：

如图1所示，光纤光栅4拉紧后固定在支架1和9上，弧光电极固定在滑板3上并与光纤光栅垂直布置，在丝杠5和步进电机6的作用下，滑板带动弧光电极2沿光纤光栅轴向作变速扫描运动，其速度变化由计算机7控制步进电机实现。在对光纤光栅进行变趾时，电极2沿光纤光栅作轴向扫描运动，其扫描速度的变化模拟高斯函数，即在光纤光栅的两端扫描速度较慢，在光纤光栅的中间扫描速度较快。在扫描运动期间内，电极2在高电压作用下产生电弧。电弧产生的时间要与扫描光纤光栅的时间相配合，即扫描运动开始的瞬间，电弧产生并一直持续到扫描运动结束。

利用该方法进行光纤光栅变趾的效果明显，变趾前光纤光栅的时延曲线如图2所示，图中，横坐标为光的波长(单位为nm)，纵坐标为光的时延(单位为ps)，可见波长从1554.80nm到1555.10nm，在150ps到350ps期间，变趾前光纤光栅的时延曲线振荡起伏很大；变趾后光纤光栅的时延曲线如图3所示，横坐标为光的波长(单位为nm)，纵坐标为光的时延(单位为ps)，可见波长从1554.80nm到1555.05nm，在125ps到340ps期间，变趾后光纤光栅的时延曲线变得光滑、平坦。

在本实施例中采用一个长度为50毫米1.55微米波段的啁啾光纤光栅，电极由直径为3毫米的钨丝制成，其放电尖端由氢氧化钠电解腐蚀而成，电极间隙为8毫米。放电电压为8000伏。光纤光栅中点两侧的扫描速度为对称的高斯分布，在光纤光栅的两端点的扫描速度最小，为1毫米/秒；在光纤光栅的中点扫描速度最大，为10毫米/秒。