[发明专利]保偏光纤切趾光栅的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤光栅领域，特别是一种保偏光纤切趾光栅的制作方法。

背景技术

光纤光栅是一种光纤器件，它的原材料为具有光敏性的光纤，光纤光栅的基本制作方法是采用紫外线对光敏光纤曝光，使光敏光纤的折射率沿轴向周期性变化。普通的光纤光栅两端与其尾纤间存在较大的折射率差，这种折射率差会引起端面反射，而端面反射的存在会严重影响光纤光栅的性能，它使反射式光纤光栅如光纤布拉格光栅、啁啾光纤光栅等光栅的边模抑制比降低，使啁啾光纤光栅的色散曲线存在较大的振荡，使透射式光纤光栅，如长周期光纤光栅透射主峰两边出现系列小的透射峰。为提高光纤光栅性能，必须对光栅切趾，使光栅的折射率变化量沿光栅轴向按一定切趾函数由光栅两端到中间逐渐变大，以减少光栅端面与其尾纤间的折射率差，从而减小光栅的端面反射。现有的光纤切趾光栅的制作方法虽然有多种，但是所制作出的光栅的旁瓣抑制比比较低，通常在20dB以下。它们应用于各种光学通讯器件时，其外围测量设备的测量范围、精度、检测灵敏度都受到一定的限制。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种可使旁瓣抑制比大于25dB、带宽小于1.0nm的保偏光纤切趾光栅的制作方法。

解决上述问题的技术方案是：所提供的保偏光纤切趾光栅的制作方法按以下步骤进行：

1)用平面反射镜把准分子激光器产生的紫外光进行90度折射，并保证折射光平行于光学平台；

2)使用曲率半径为101.7mm的柱面透镜对紫外光的光斑进行纵向压缩；

3)将压缩后的紫外光垂直照射使用汉宁窗函数制成的振幅模板，利用该振幅模板对入射的平行紫外光进行振幅调制，获得光通量按所需切趾函数分布的一束紫外光；

4)调整柱面透镜的旋转和倾斜方向，使通过相位模板的衍射光的中间区域光斑强度大于位于中间区域两侧的光斑强度；

5)调制后的紫外光通过相位模板对保偏光纤进行曝光。

当所需的光栅带宽较小时，譬如带宽小于0.45nm时最好对折射的紫外光进行扩束，即：在上述步骤1)后用紫外光扩束装置，对折射后的该紫外光进行扩束。

上述振幅模板的窗口尺寸为：高0.2～8mm，宽0.4～15mm；

上述的紫外光扩束装置的进光口径为5mm，扩束倍数为10。

上述通过相位模板的衍射光的中间区域光斑强度最好均匀一致，位于中间区域两侧的光斑强度最好均匀一致。

本发明的优点是：工艺筛单易行，对曝光的精度要求低，易于形成批量生产，所制成的光栅的带宽可以小于1.0nm、旁瓣抑制比大于25dB，使用稳定可靠，有利于多路复用，便于构成多种形式的光纤传感，尤其是采用波分复用技术构成的分布式光纤光栅传感器阵列，可以进行大面积的多点测量。

附图说明

图1是本发明的保偏光纤光栅的制作原理图。

图2是本发明的第一种振幅模板图。

图3是本发明的第二种振幅模板图。

图4是本发明调制后通过相位模板的光衍射图。

图5是本发明第一实施例所获得的光栅反射图谱。

图6是本发明第一实施例所获得的光栅透射图谱。

图7是本发明第二实施例所获得的光栅反射图谱。

图8是本发明第二实施例所获得的光栅透射图谱。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的内容加以详细说明。

实施例1

如图1所示，制作的过程是：

1)使用氟化氪气体准分子激光器1产生248nm紫外光，通过可调光阑将光斑尺寸调整到4mm×6mm，并保证光斑线平行于光学平台；

2)用平面反射镜2把准分子激光器1产生的紫外光进行90度折射，并保证折射光也平行于光学平台；

3)用5×10的紫外光扩束装置3对照射到振幅模板5的该紫外光进行扩束，扩束后的光斑直径为50mm；

4)使用曲率半径为101.7mm的柱面透镜对紫外光的光斑进行纵向压缩；

5)将压缩后的紫外光垂直照射如图2所示的振幅模板5，该振幅模板使用汉宁窗函数制作而成，其内部窗口尺寸为6mm×14mm，外部尺寸为18mm×20mm；利用该振幅模板对入射的平行紫外光进行振幅调制，获得光通量按所需切趾函数分布的一束紫外光。当要求切趾对称时，可以采用如图3所示的振幅模板51进行第二次切趾。