[实用新型]长周期光纤光栅制备装置

说明书

提供一种长周期光纤光栅制备装置，包括飞秒激光器、半波偏振片、带光阑的衰减片、二向色反射镜、第一物镜、待加工光纤、超宽带连续光源、光谱分析仪和连接高精度三维运动平台的计算机；位于二向色反射镜后方，与反射后激光光路和第一物镜同轴设有第一CCD摄像头；与第一CCD摄像头呈锐角设有第二物镜和第二CCD摄像头。本实用新型在结构更为精简、设计灵活、高温性能稳定、成本低的基础上，可充分提高激光与光纤对准的准确度和效率；能满足垂直和倾角两种光纤光栅的刻制、监察、监视需求；使用多元化，功能更全面。

技术领域

本实用新型属于作业运输领域使用激光束加工光纤光栅的装置技术领域，具体涉及一种长周期光纤光栅制备装置。

背景技术

光纤光栅是在光纤纤芯内介质折射率呈周期性调制的一种光纤无源器件。其作用实质是在纤芯内形成一个窄带的滤波器或反射镜。按周期分为布拉格光栅和长周期光栅。其中，长周期光纤光栅(Long Period Fiber Grating，LGFP)，周期为几十到几百微米，与传统布拉格光栅相比，具有无后向反射、抗电磁干扰、色散低等优点，于光纤系统具有良好的兼容性，成为光纤传感和光纤通信领域最具潜力的无源光子器件之一。目前，制备长周期光纤光栅主要分为一般光纤上制作长周期光纤光栅和在特殊光纤上制作长周期光纤光栅；在一般光纤上制作长周期光纤光栅又分为基于非形变法制作长周期光纤光栅和形变法制作长周期光纤光栅；非形变法以幅掩模法和逐点写入法为代表。不同的LGFP制作方法影响着光栅的性能，从而制约着其应用。如应用高频CO2激光器、紫外准分子激光器以及飞秒激光器制作LGFP等。其中，高频CO2激光器、紫外准分子激光器为常用制栅激光器，但此类激光器在写制前需要对裸光纤进行载氢处理；在高温条件下，光纤光栅的特性会出现漂移、退化，并有可能完全消失；如不经过特殊处理，无法完成在高温下的检测；相较而言，飞秒激光器的高强度超短脉冲，在聚焦后功率密度可达到10¹²～10¹⁵w/cm²；写制光栅无需经过载氢处理；且与光纤相互作用时，通过造成永久性损伤改变其折射率，刻写的光栅具有大的折射率调制、窄的线宽、高的温度稳定性等特性，故推广应用的潜在价值更高。但是，利用飞秒激光采用逐点写入法加工长周期LPFG，对聚焦系统的定位精度要求很高，需要将μm量级的激光聚焦后光斑聚焦进光纤纤芯，而且在刻写光栅过程中要保证光纤始终与光纤移动方向平行。对此，现提供一种能对一般光纤刻制长周期光纤光栅，结构更为紧凑、组成结构更为简单；成本更低；并能省去相位掩膜板，无需过载氢处理；有利提高聚焦定位精度；在高温条件下性能稳定；且尤其有利完成垂直光栅刻制和倾角光栅刻制的改进型光纤光栅制备装置技术方案。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题：提供一种长周期光纤光栅制备装置，实现结构更为简单，成本更低，并能省去相位掩膜板，且无需过载氢处理，同时有利提高聚焦定位精度，并在高温条件下性能稳定；且不仅有利垂直光栅刻制，同时有利倾角光栅刻制定位的改进型光纤光栅制备装置，满足高品质、性能稳定、低成本投入、多品类的长周期光纤光栅的制备需求。

本实用新型采用的技术方案：长周期光纤光栅制备装置，包括激光器、反射镜、待加工光纤、高精度三维运动平台、超宽带连续光源、光谱分析仪和计算机，其特征在于：所述激光器为飞秒激光器；所述飞秒激光器与反射镜之间设有半波偏振片和可连续调节功率的衰减片；且所述衰减片前端同轴一体式固连光阑；且所述反射镜为二向色反射镜；且经二向色反射镜反射后的激光光路通过第一物镜聚焦后照射在一端连接超宽带连续光源另一端连接光谱分析仪(并通过夹具固定于高精度三维运动平台上的待加工光纤写制光纤光栅；位于二向色反射镜后方，并与二向色反射镜反射后的激光光路和第一物镜同轴设有第一CCD摄像头；与第一CCD摄像头的轴线和待加工光纤轴线所确定的平面处于同一平面，位于待加工光纤轴线上方旁侧并与第一CCD摄像头的轴线呈锐角设有第二CCD摄像头和设于第二CCD摄像头轴向前端的第二物镜；且计算机与高精度三维运动平台通信连接。