CN102555196A - 热压模法光子晶体光纤光栅制备装置 - Google Patents

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齐跃峰
毕卫红
刘燕燕
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Yanshan University
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Abstract

一种热压模法光子晶体光纤光栅制备装置，主要由加热炉和光子晶体光纤夹持模具组成。其加热炉外壳内设有保温层，加热炉腔内两侧设置有加热器，其炉顶部设有测温探头，其底部设置有支撑平台，该平台上设有模具夹槽，在该模具夹槽内设有光子晶体光纤夹持模具，上下部分模具相对的一面上分别开设有横截面为半圆形的凹槽，凹槽的内壁面设有环状凸起，模具上半部分的上表面放置有重物；在加热炉顶部还设有进气管，其底部设有排气管。本发明保证了写制光栅的径向对称和空气孔塌缩的一致性；惰性气体在加热炉内的循环加速了热量的传递，同时可防止石墨模具氧化；工艺方便灵活，只要更换不同的模具即可制作不同参数的光栅，可批量生产，而且一致性好。

Description

热压模法光子晶体光纤光栅制备装置
技术领域
本技术发明涉及光纤光学领域，特别是涉及一种光子晶体光纤光栅制备装置。
背景技术
目前，结构性改变光子晶体光纤光栅的制备主要采用热激法，利用逐点扫描技术把激光或电弧等点热源直接聚焦到光子晶体光纤的表面，通过控制加热时间和激光功率使光子晶体光纤的空气孔发生周期性的塌缩从而形成光栅。由于受光源和光斑尺寸的限制，热激法仅使光子晶体光纤中迎着热源一侧的气孔塌缩，背向光束的一侧基本未发生改变。由于这种径向的改变是不对称的，因而造成其透射谱中出现较多不需要的谐波及带内起伏。而且由激光或电弧等点热源造成的这种气孔塌缩的程度也是不易控制的，因而导致所制备的光栅的传输特性进一步恶化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种写制光栅的径向对称、气孔塌缩程度一致的热压模法光子晶体光纤光栅制备装置。本发明主要由加热炉和光子晶体光纤夹持模具组成。加热炉外壳由钢板焊接形成，该加热炉外壳内设置一层保温层，该保温层由耐高温绝热材料硅酸铝制成；加热炉腔内两侧设置有加热器，该加热器采用硅钼棒；加热炉顶部设置有测温探头，用于测试炉内温度。加热炉底部设置有支撑平台，上面放置用氧化硅陶瓷制成的模具夹槽，在该模具夹槽内设有用石墨制成的光子晶体光纤夹持模具，该模具夹槽内壁光滑，其宽度与光子晶体光纤夹持模具的宽度相等；上述光子晶体光纤夹持模具包括模具上半部分和下半部分，两部分模具均为长方体状，两部分模具相对的一面上分别开设有横截面为半圆形的凹槽，两个凹槽拼接在一起形成一个圆柱形空腔，内部用来放置光子晶体光纤，凹槽的内壁面设有环状凸起，改变环状凸起的形状、大小，或者调整环状凸起的间距等参数，都能改变所成光子晶体光纤光栅的形状，进而改变其光学特性。模具上半部分的上表面根据不同光栅要求放置用氧化硅陶瓷制成不同重量的重物；在加热炉顶部还设有进气管，与外部的惰性气体源连接，通过进气管向加热炉内通入惰性气体，加热炉底部设有排气管，通过排气管将加热炉内的惰性气体排出，使得惰性气体在加热炉内更新循环。
在写制光子晶体光纤光栅时，将光子晶体光纤放入模具下半部分的凹槽内，将模具上半部分盖合在模具下半部分上，使光子晶体光纤夹持在光子晶体光纤夹持模具的圆柱形空腔内，将重物放置在模具上半部分的上表面；然后由硅钼棒对光子晶体光纤进行加热，同时通过进气管向加热炉内充入惰性气体；在温度升高到特定值，光纤接近熔融时，停止加热。在重物的重力作用下，接近熔融状态的光纤包层的空气孔将按照模具的形状发生塌缩，从而使包层的有效折射率发生改变，这种沿纵向的周期性折射率改变即可形成光栅。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、利用两半圆形凹槽组成的模具保证了写制光栅的径向对称和空气孔塌缩的一致性；
2、惰性气体在加热炉内的循环加速了热量的传递，同时可防止石墨模具氧化；
3、工艺方便灵活，只要更换不同的模具即可制作不同参数的光栅，可以批量生产，而且一致性好。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明模具的结构示意图。
图3是本发明模具沿中心轴向的剖视图。
具体实施方式
在图1所示的热压模法光子晶体光纤光栅制备装置的结构示意图中，加热炉1设置为长方体状，加热炉外壳4由钢板焊接形成，该加热炉外壳内设有一层保温层3，该保温层由耐高温绝热材料硅酸铝制成；加热炉内两侧设有用硅钼棒制成的加热器2；加热炉顶部还设置有测温探头6。加热炉底部设置有支撑平台12，上面放置用氧化硅陶瓷制成的模具夹槽9，用石墨制成的光子晶体光纤夹持模具设置在上述模具夹槽内，该模具夹槽内壁光滑，其宽度与光子晶体光纤夹持模具的宽度相等；如图2和图3所示，上述光子晶体光纤夹持模具包括模具上半部分10和下半部分11，两部分模具均为长方体状，两部分模具相对的一面上分别开设有横截面为半圆形的凹槽，两个凹槽拼接在一起形成一个圆柱形空腔，凹槽的内壁面设有环状凸起13。模具上半部分的上表面放置有用氧化硅陶瓷制成的重物8；在加热炉顶部设有进气管7，加热炉底部设有排气管5。

Claims (1)

1.一种热压模法光子晶体光纤光栅制备装置，其特征在于：加热炉外壳由钢板焊接形成，该加热炉外壳内设置一层保温层，该保温层由耐高温绝热材料硅酸铝制成；加热炉腔内两侧设置有加热器,该加热器采用硅钼棒；加热炉顶部设置有测温探头，加热炉底部设置有支撑平台，上面放置用氧化硅陶瓷制成的模具夹槽，在该模具夹槽内设有用石墨制成的光子晶体光纤夹持模具，该模具夹槽内壁光滑，其宽度与光子晶体光纤夹持模具的宽度相等；上述光子晶体光纤夹持模具包括模具上半部分和下半部分，两部分模具相对的一面上分别开设有横截面为半圆形的凹槽，该凹槽的内壁面设有环状凸起，该模具上半部分的上表面放置有用氧化硅陶瓷制成重物；在加热炉顶部还设有进气管，加热炉底部设有排气管。
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