[发明专利]基于动态光学遮蔽板的切趾光栅二次曝光制作系统及方法

权利要求书

1.一种基于动态光学遮蔽板的切趾光栅二次曝光制作系统，其特征在于，所述切趾光栅二次曝光制作系统包括：紫外准分子激光器、一次曝光光学遮蔽板、一次曝光光学遮蔽板控制器、平凸柱面镜、均匀相位掩模板、二次曝光光学补偿板以及二次曝光光学补偿板控制器；其中，所述紫外准分子激光器发射出的紫外光沿x轴方向，去除涂敷层的待制备切趾光栅的氢载光纤沿z轴放置；所述一次曝光光学遮蔽板、一次曝光光学遮蔽板控制器、平凸柱面镜和均匀相位掩模板构成一次曝光单元，所述一次曝光单元设置在紫外准分子激光器与氢载光纤之间的光路上，所述一次曝光光学遮蔽板电学连接至一次曝光光学遮蔽板控制器，所述平凸柱面镜和均匀相位掩模板沿x轴依次设置在一次曝光光学遮蔽板前；所述二次曝光光学补偿板、二次曝光光学补偿板控制器和平凸柱面镜构成二次补偿单元，所述二次曝光单元设置在紫外准分子激光器与氢载光纤之间的光路上，所述二次曝光光学补偿板电学连接至二次曝光光学补偿板控制器，所述平凸柱镜沿x轴设置在二次曝光光学补偿板前；所述一次曝光光学遮蔽板和二次曝光光学补偿板上的挡板中心开设有开孔，二者所在的平面为yz平面，所述二次曝光光学补偿板上的开孔为一次曝光光学遮蔽板的共轭函数；一次曝光光学遮蔽板控制器控制一次曝光光学遮蔽板沿y轴运动，二次曝光光学补偿板控制器控制二次曝光光学补偿板沿y轴运动；紫外准分子激光器发射出沿x轴方向的紫外光，经过一次曝光光学遮蔽板进行整形，通过一次曝光光学遮蔽板控制器根据运动函数控制一次曝光光学遮蔽板的运动位移和运动速度，从而控制氢载光纤上不同区域的紫外光的曝光长度和曝光时间，使得折射率分布按切趾函数变化，经过平凸柱面镜进行压缩，再经过均匀相位掩模板形成周期性变化的衍射图样，曝光到去涂敷层的氢载光纤上，完成一次曝光；紫外准分子激光器激射出的紫外光经过二次曝光光学补偿板进行整形，通过二次曝光光学补偿板控制器根据补偿运动函数控制二次曝光光学补偿板的运动位移和运动速度，从而控制氢载光纤上不同区域的紫外光补偿长度和补偿时间，经过平凸柱面镜进行压缩后直接曝光到去涂敷层的氢载光纤上，完成二次曝光补偿，以实现对切趾光栅的直流折射率补偿，从而得到切趾光栅。

2.如权利要求1所述的切趾光栅二次曝光制作系统，其特征在于，所述一次曝光光学遮蔽板的挡板中心的开孔为中心对称结构，开孔的形状为顶角为θ的等腰三角形，所述等腰三角形的高沿y轴。

3.如权利要求1所述的切趾光栅二次曝光制作系统，其特征在于，所述切趾光栅二次曝光制作系统包括两种曝光方式：分布补偿方式和同时补偿方式。

4.如权利要求3所述的切趾光栅二次曝光制作系统，其特征在于，所述在分布补偿方式中，在紫外准分子激光器与待制备的氢载光纤的光路之间，沿着x轴依次放置一次曝光光学遮蔽板、二次曝光光学补偿板、平凸柱面镜和均匀相位掩模板；移去二次曝光光学补偿板，紫外准分子激光器发射出沿x轴方向的紫外光，经过一次曝光光学遮蔽板进行整形，通过一次曝光光学遮蔽板控制器根据运动函数控制一次曝光光学遮蔽板的运动位移和运动速度，从而控制氢载光纤上不同区域的紫外光的曝光长度和曝光时间，经过平凸柱面镜进行压缩，再经过均匀相位掩模板形成周期性变化的衍射图样，曝光到去涂敷层的氢载光纤上，完成一次曝光；移去一次曝光光学遮蔽板和均匀相位掩模板，设置二次曝光光学补偿板，紫外准分子激光器激射出的紫外光经过二次曝光光学补偿板进行整形，通过二次曝光光学补偿板控制器根据补偿运动函数控制二次曝光光学补偿板的运动位移和运动速度，从而控制氢载光纤上不同区域的紫外光补偿长度和补偿时间，经过平凸柱面镜进行压缩后直接曝光到去涂敷层的氢载光纤上，完成二次曝光补偿，以实现对切趾光栅的直流折射率补偿。