[发明专利]一种光纤光栅串结构及其制备方法

权利要求书

1.一种光纤光栅串结构，包括光纤纤芯(2)，其特征在于：所述光纤纤芯(2)的前段设置有输出耦合光纤光栅(5)，所述光纤纤芯(2)的中段设置有啁啾倾斜光纤光栅串(6)，所述光纤纤芯(2)的外侧包覆有包层光剥离器，所述包层光剥离器的外侧套接有水冷外壳(4)。

2.根据权利要求1所述的一种光纤光栅串结构，其特征在于：所述包层光剥离器包括光纤包层(1)和聚合物包层(3)，所述光纤包层(1)包覆于光纤纤芯(2)的外侧，所述光纤包层(1)的外侧除去水冷外壳(4)覆盖面积的位置包覆有聚合物包层(3)。

3.根据权利要求2所述的一种光纤光栅串结构，其特征在于：所述光纤包层(1)上且位于水冷外壳(4)覆盖面积的位置为毛化光纤包层。

4.一种光纤光栅串结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：利用重复频率几百kHz，脉冲宽度50～250fs的超短激光脉冲在光纤光栅串结构半成品(16)的光纤纤芯(2)上刻写输出耦合光纤光栅(5)；

S2：利用飞秒激光脉冲在光纤光栅串结构半成品(16)的光纤纤芯(2)上刻写啁啾倾斜光纤光栅串(6)；

S3：利用飞秒激光脉冲在光纤光栅串结构半成品(16)的光纤包层(1)上刻蚀，实现光纤包层(1)的毛化处理，制备成光纤光栅串结构成品。

5.根据权利要求4所述的一种光纤光栅串结构的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，超短激光脉冲刻写输出耦合光纤光栅(5)的具体步骤为：

S11：将光纤光栅串结构半成品(16)放置在高精度三维操作平台(17)上；

S12：脉冲激光器(7)发射出的脉冲激光无损的穿过电子快门(8)，经高反光镜(9)反射改变方向，经半波片(10)调节脉冲激光的功率大小，经偏振分光棱镜(11)偏振处理为两束脉冲光束，一束脉冲光束入射到小孔光阑(12)，经小孔光阑(12)调节脉冲光束的大小，经准直器(13)准直为腰斑较大而发散角较小的激光光束聚焦到光纤光栅串结构半成品(16)的光纤纤芯(2)进行刻写；

S13：刻写过程中，通过相衬对比显微镜(19)对刻写轨迹折射率变化进行实时监测，同时通过CCD(14)进行记录，以便在实验过程中通过计算机(20)随时调整激光刻写参数等实验条件；

S14：刻写完成，制备出带有输出耦合光纤光栅(5)的光纤光栅串结构半成品(16)。

6.根据权利要求4所述的一种光纤光栅串结构的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，飞秒激光脉冲刻写啁啾倾斜光纤光栅串(6)的具体步骤与超短激光脉冲刻写输出耦合光纤光栅(5)的具体步骤相同，刻写完成，制备出带有输出耦合光纤光栅(5)和啁啾倾斜光纤光栅串(6)的光纤光栅串结构半成品(16)。

7.根据权利要求4所述的一种光纤光栅串结构的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，飞秒激光脉冲刻蚀光纤包层(1)的具体步骤与超短激光脉冲刻写输出耦合光纤光栅(5)的具体步骤间的区别在于：将相衬对比显微镜(19)替换为二维扫描物镜(21)，通过高精度三维操作平台(17)调整光纤光栅串结构半成品(16)的位置，使飞秒激光的焦点位置至光纤光栅串结构半成品(16)的光纤包层(1)的表面，同时通过计算机(20)调节脉冲频率、脉宽、脉冲能量以及刻写过程中由二维扫描物镜(21)对刻蚀轨迹折射率变化进行实时监测，同时通过CCD(14)进行记录，以便在实验过程中通过计算机(20)随时调整激光刻蚀参数等实验条件。