CN114185127B - 一种光栅型增益平坦滤波器的飞秒激光刻写系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光纤无源器件的超快激光制造技术领域，尤其涉及一种光栅型增益平坦滤波器的飞秒激光刻写系统，包括光源、光谱仪、高精度单轴位移台、控制模块和激光器；所述光源用于发出测试光信号，并经过未加工光纤至光谱仪显示光源的光谱曲线；所述控制模块用于读取实时光谱曲线，并对比录入的目标光谱曲线，当飞秒激光在该位置曝光足够，使实时光谱曲线与目标光谱曲线重合后，驱动高精度单轴位移台沿光纤轴向进行位移，对下一位置进行曝光，直至实时光谱曲线与目标曲线完全一致后，控制模块驱动激光器关闭激光。本发明读取光谱仪实时数据，并对比录入的目标曲线，通过控制模块来移动光纤位置，调整曝光量来实现任意光谱曲线的GFF的刻写。
Description
技术领域
本发明涉及光纤无源器件的超快激光制造技术领域，尤其涉及一种光栅型增益平坦滤波器的飞秒激光刻写系统。
背景技术
光栅型GFF通常要求复杂的光谱曲线，而复杂的光谱曲线对应的是不同加工区域的曝光强度需要根据需求进行变化。传统的光栅型GFF的制备，采用的技术手段通常是使用切趾板进行空间光束的整形，使得照射到光纤被加工区域的曝光量与目标光谱曲线匹配。但该技术手段过于繁琐，且面对不同需求的目标曲线时，需要制作不同的切趾板，而更加复杂的目标曲线无法制作出合适的切趾板，使得该技术手段无法实现。为此，我们提出一种光栅型增益平坦滤波器的飞秒激光刻写系统。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种光栅型增益平坦滤波器的飞秒激光刻写系统，本发明可以读取光谱仪实时数据，并对比录入的目标曲线，通过控制模块来移动光纤位置，调整曝光量来实现任意光谱曲线的GFF的刻写。
本发明提供如下技术方案：一种光栅型增益平坦滤波器的飞秒激光刻写系统，包括光源、光谱仪、高精度单轴位移台、控制模块和激光器；
所述光源用于发出测试光信号，并经过未加工光纤至光谱仪显示光源的光谱曲线；
所述激光器用于在光纤被加工区域进行激光曝光，产生光致折变区域，所述光谱仪用于读出实时光谱曲线变化；所述控制模块与高精度单轴位移台、光谱仪电连接并进行过程控制；
所述控制模块用于读取实时光谱曲线，并对比录入的目标光谱曲线，当飞秒激光在该位置曝光足够，使实时光谱曲线与目标光谱曲线重合后，驱动高精度单轴位移台沿光纤轴向进行位移，对下一位置进行曝光，直至实时光谱曲线与目标曲线完全一致后，控制模块驱动激光器关闭激光。
优选的，所述光源与被加工光纤、光谱仪通过光纤尾纤连接成闭环光学回路。
优选的，所述光源为超连续谱光源，波长范围为400nm-2600nm。
优选的，所述光谱仪为超高分辨率光谱仪，其配备GPIO控制卡，可供控制模块实时读取光谱数据。
优选的，所述高精度单轴位移台配备有光栅尺作为定位基准，具有纳米级的步进精度。
优选的，所述控制模块连接光谱仪实时读取光谱数据，控制模块录入目标光谱曲线，与实时光谱曲线进行数据比对，驱动高精度单轴位移台进行运动。
优选的，所述激光器的光源波长515nm，脉宽290fs，峰值功率20W；同时该飞秒激光经过物镜聚焦于光纤被加工区域。
本发明提供了一种光栅型增益平坦滤波器的飞秒激光刻写系统，通过对光谱仪实时监控，对比目标光谱曲线与实时光谱曲线的差异，通过控制模块驱动高精度单轴位移台进行运动，进而调整不同区域的曝光强度，使光谱曲线达到目标要求。本发明所采用的技术手段，相比于传统手段，更加简化了制备的前处理过程，在面对复杂光谱需求时，本技术手段具备更强的兼容能力。通过在线监控光谱数据的方式，实时配合配合高精度滑台进行在线调整，极大提高了光栅型增益平坦滤波器(GFF)的制备效率，简化了制备过程。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图中：1、光源；2、高精度单轴位移台；3、控制模块；4、激光器；5、光谱仪。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供一种技术方案：一种光栅型增益平坦滤波器的飞秒激光刻写系统，包括光源1、光谱仪5、高精度单轴位移台2、控制模块3和激光器4；
光源1用于发出测试光信号，并经过未加工光纤至光谱仪5显示光源1的光谱曲线；光源1与被加工光纤、光谱仪5通过光纤尾纤连接成闭环光学回路。光源1为超连续谱光源，波长范围为400nm-2600nm。光谱仪5为超高分辨率光谱仪，其配备GPIO控制卡，可供控制模块3实时读取光谱数据。
激光器4用于在光纤被加工区域进行激光曝光，产生光致折变区域，光谱仪5用于读出实时光谱曲线变化；控制模块3与高精度单轴位移台2、光谱仪5电连接并进行过程控制；高精度单轴位移台2配备有光栅尺作为定位基准，具有纳米级的步进精度。
控制模块3用于读取实时光谱曲线，并对比录入的目标光谱曲线，当飞秒激光在该位置曝光足够，使实时光谱曲线与目标光谱曲线重合后，驱动高精度单轴位移台2沿光纤轴向进行位移，对下一位置进行曝光，直至实时光谱曲线与目标曲线完全一致后，控制模块3驱动激光器4关闭激光。控制模块3连接光谱仪5实时读取光谱数据，控制模块3录入目标光谱曲线，与实时光谱曲线进行数据比对，驱动高精度单轴位移台2进行运动。激光器4的光源1波长515nm，脉宽290fs，峰值功率20W；同时该飞秒激光经过物镜聚焦于光纤被加工区域。
本发明中，系统的工作逻辑为：
超联续的光源1发出测试光信号，经过未加工光纤至光谱仪5显示光源1的光谱曲线；
飞秒激光在光纤被加工区域进行激光曝光，产生光致折变区域，光谱仪5读出实时光谱曲线变化；
控制模块3读取实时光谱曲线，并对比录入的目标光谱曲线，当飞秒激光在该位置曝光足够，使的实时光谱曲线与目标光谱曲线重合后，驱动高精度单轴位移台2沿光纤轴向进行位移，对下一位置进行曝光，直至实时光谱曲线与目标曲线完全一致后，控制模块3驱动激光器4关闭激光。
本发明通过控制模块3来实时监测光谱曲线，并与目标光谱曲线进行对比，控制高精度单轴位移台2，调整曝光量从而纠正实时光谱曲线，达到自动刻写的目的。
本发明的技术方案相比于传统方案免去了制作复杂的切趾板工艺，兼容性能广，并能够有效的提高一致性及效率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种光栅型增益平坦滤波器的飞秒激光刻写系统，其特征在于：包括光源（1）、光谱仪（5）、高精度单轴位移台（2）、控制模块（3）和激光器（4）；
所述光源（1）用于发出测试光信号，并经过还未加工的光纤至光谱仪（5）显示光源（1）的光谱曲线；
所述激光器（4）用于在光纤的被加工区域进行激光曝光，产生光致折变区域，所述光谱仪（5）用于读出实时光谱曲线变化；所述控制模块（3）与高精度单轴位移台（2）、光谱仪（5）电连接并进行过程控制，所述激光器（4）为飞秒激光器；
所述控制模块（3）用于读取实时光谱曲线，并对比录入的目标光谱曲线，当飞秒激光在光纤的某一位置曝光足够，使实时光谱曲线与目标光谱曲线重合后，驱动高精度单轴位移台（2）沿光纤轴向进行移动，对光纤的下一位置进行曝光，直至实时光谱曲线与目标光谱曲线完全一致后，控制模块（3）驱动激光器（4）关闭激光。
2.根据权利要求1所述的一种光栅型增益平坦滤波器的飞秒激光刻写系统，其特征在于：所述光源（1）与被加工光纤、光谱仪（5）通过光纤尾纤连接成闭环光学回路。
3.根据权利要求1所述的一种光栅型增益平坦滤波器的飞秒激光刻写系统，其特征在于：所述光源（1）为超连续谱光源，波长范围为400nm-2600nm。
4.根据权利要求1所述的一种光栅型增益平坦滤波器的飞秒激光刻写系统，其特征在于：所述光谱仪（5）为超高分辨率光谱仪，其配备GPIO控制卡，可供控制模块（3）实时读取光谱数据。
5.根据权利要求1所述的一种光栅型增益平坦滤波器的飞秒激光刻写系统，其特征在于：所述高精度单轴位移台（2）配备有光栅尺作为定位基准，具有纳米级的步进精度。
6.根据权利要求1所述的一种光栅型增益平坦滤波器的飞秒激光刻写系统，其特征在于：所述控制模块（3）连接光谱仪（5）实时读取光谱数据，控制模块（3）录入目标光谱曲线，与实时光谱曲线进行数据比对，驱动高精度单轴位移台（2）进行运动。
7.根据权利要求1所述的一种光栅型增益平坦滤波器的飞秒激光刻写系统，其特征在于：所述激光器（4）的光源波长515nm，脉宽290fs，峰值功率20W；同时该飞秒激光经过物镜聚焦于光纤的被加工区域。
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