[发明专利]一种机械制啁啾长周期光纤光栅的制作方法

说明书

一种机械制啁啾长周期光纤光栅的制作方法，所述机械制啁啾长周期光纤光栅包括热缩管、热熔管、两个具有啁啾周期螺纹的钢针和一根光纤，所述钢针经过螺纹加工制作出啁啾螺纹钢针，利用自动插针机和自动缩管机将此啁啾螺纹钢针放入热缩管和热熔管之间，两端预收缩，完成封装，然后光纤放入热熔管里面，利用热缩管烘箱对热缩管加热，从而导致热缩管压制啁啾螺纹钢针，啁啾螺纹钢针对光纤形成压制效果，产生啁啾长周期光纤光栅。本发明提供一种简化工艺、工艺流程成熟、成本低廉、性能稳定的机械制啁啾长周期光纤光栅的制作方法。

技术领域

本发明涉及光纤传感领域与光通信无源器件制作工艺领域，尤其涉及一种机械制啁啾长周期光纤光栅(MCLPFG)的制作方法。

背景技术

伴随着经济社会的快速发展，光纤技术在近几十年里得到了飞跃的提升，越来越多的光纤功能器件得到了深入研究。其中长周期光纤光栅(LPFG)发展迅猛，在众多光纤无源器件中脱颖而出，引领着信息技术领域的技术革命。光纤光栅是纤芯折射率周期性变化的器件，它是一种频谱选择元件，体积小、制造简单、易与其他光纤器件连接，可构成多种全光纤器件。其中啁啾长周期光纤光栅(CLPFG)具有较宽的带宽，透射谱中可以实现多波长的带阻，适用于多波长滤波，在通信和传感领域具有很大的应用前景。

目前啁啾长周期光栅(CLPFG)的研究大部分还是停留在理论研究阶段，已有的制作技术主要有紫外写入法和机械压力法。机械制 LPFG(MLPFG)与紫外诱导的长周期光纤光栅(UV-LPFG)相比，可以很容易地实现形成光栅，并且可以通过改变外部压力来调节谐振波长处的峰值损耗。典型的MLPFG制作方法是通过周期性凹槽和平板，或者两个周期性凹槽对光纤施加压力。其他方法还有：使用尼龙线缠绕，利用弹簧、周期性排列的石墨棒或金属丝压制等。但是，几乎所有的MLPFG都不能脱离复杂、笨重、大体积的施力装置而独立使用，这大大限制了MLPFG的应用范围和场合。

所以目前提出的CLPFG缺少实验制作手段，MLPFG的制作方法和装置又笨重复杂，这就导致了MCLPFG的制作存在着很大问题。

发明内容

为了解决机械制啁啾长周期光栅(MCLPFG)存在的制作困难的问题，本发明提供一种简化工艺、工艺流程成熟、成本低廉、性能稳定的机械制啁啾长周期光纤光栅的制作方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种机械制啁啾长周期光纤光栅的制作方法，所述机械制啁啾长周期光纤光栅包括热缩管、热熔管、两个具有啁啾周期螺纹的钢针和一根光纤，所述钢针经过螺纹加工制作出啁啾螺纹，利用自动插针机和自动缩管机将此啁啾螺纹钢针放入热缩管和热熔管之间，两端预收缩，完成封装，然后光纤放入热熔管里面，利用热缩管烘箱对热缩管加热，从而导致热缩管压制啁啾螺纹钢针，啁啾螺纹钢针对光纤形成压制效果，产生啁啾长周期光纤光栅。

进一步，所述热缩管外径根据钢针直径和光纤直径确定，升高温度其会收缩到相应尺寸。

再进一步，所述啁啾周期螺纹钢针的制作所涉及的精密加工中心是带刀库的数控铣床，螺纹制作用到的刀具为螺纹铣刀；其螺纹间距和啁啾分布系数根据需求定制。

进一步的，所述钢针材料包括但不限于不锈耐酸钢。

所述制作方法包括以下步骤：

步骤一、利用精密加工中心在钢针上制作啁啾周期螺纹；

步骤二、利用自动插针机同时在热缩管和热熔管之间插入两个对称钢针；自动插针机会自动裁管，初步完成钢针的固定；

步骤三、利用缩管机将热缩管两端预收缩，完成钢针、热缩管和热熔管的封装。

步骤四、将剥去涂覆层的光纤插入到热缩管中，利用烘箱进行加热；最终，光纤受到来自螺纹钢针的应力，这一段光纤形成机械制啁啾长周期光纤光栅(MCLPFG)。