[发明专利]一种光纤光栅串结构及其制备方法

说明书

本发明公开了一种光纤光栅串结构，属于光纤激光器技术领域，包括光纤纤芯，所述光纤纤芯的前段设置有输出耦合光纤光栅，所述光纤纤芯的中段设置有啁啾倾斜光纤光栅串，所述光纤纤芯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；本发明还公开了一种光纤光栅串结构的制备方法；本发明采用全飞秒激光加工完成，只需要让光纤与激光束包层一个倾斜角度就可以完成啁啾倾斜光纤光栅刻写，无需掩膜板，无需旋转光纤，实际制作出的光栅长度不会受限于相位掩模板栅区的尺寸，制作过程简单，灵活性好。

技术领域

本发明属于光纤激光器技术领域，具体涉及一种光纤光栅串结构及其制备方法。

背景技术

随着光纤激光相关技术的发展，非线性效应是制约大功率光纤激光系统输出功率提升的关键因素之一，光纤激光器中受激拉曼散射的抑制具有诸多方法，其中，啁啾倾斜光纤光栅具有独特的模式耦合特性，做为滤波器使用时有独特优势，可将其用作受激拉曼散射、受激布里渊滤波抑制。

传统制备啁啾倾斜光纤光栅方法主要是基于准分子紫外激光相位掩模板法，该种方法不仅只限于掺Ge光纤、需要载氢、光纤涂覆层剥离与重涂覆、退火处理外，而且需要对相位掩膜板与光纤进行旋转处理，实际制作出的光栅长度受限于相位掩模板栅区的尺寸，制作过程复杂，灵活性差。

此外，啁啾倾斜光纤光栅数目越多，非线性抑制更好，但是数目增多，会导致过多额外熔接损耗，在光纤激光器中，啁啾倾斜光纤光栅一般置于输出耦合光纤光栅与包层光剥离器之间，额外多增加若干个熔接点，对实现高功率激光器输出是非常不利的。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种光纤光栅串结构及其制备方法，具有尺寸不受限，制作过程简单，灵活性好，刻写数目不受限，提高非线性效应抑制能力的特点。

本发明的另一目的是提供一种光纤光栅串结构的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种光纤光栅串结构，包括光纤纤芯，所述光纤纤芯的前段设置有输出耦合光纤光栅，所述光纤纤芯的中段设置有啁啾倾斜光纤光栅串，所述光纤纤芯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。

本发明中进一步的，所述包层光剥离器包括光纤包层和聚合物包层，所述光纤包层包覆于光纤纤芯的外侧，所述光纤包层的外侧除去水冷外壳覆盖面积的位置包覆有聚合物包层。

本发明中进一步的，所述光纤包层上且位于水冷外壳覆盖面积的位置为毛化光纤包层。

一种光纤光栅串结构的制备方法，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的光纤纤芯上刻写输出耦合光纤光栅；

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

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

本发明中进一步的，所述步骤S1中，超短激光脉冲刻写输出耦合光纤光栅的具体步骤为：

S11：将光纤光栅串结构半成品放置在高精度三维操作平台上；

S12：脉冲激光器发射出的脉冲激光无损的穿过电子快门，经高反光镜反射改变方向，经半波片调节脉冲激光的功率大小，经偏振分光棱镜偏振处理为两束脉冲光束，一束脉冲光束入射到小孔光阑，经小孔光阑调节脉冲光束的大小，经准直器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的光纤纤芯进行刻写；

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