CN114325927B - 一种用于刻写大模场啁啾光纤光栅的切趾刻写系统 - Google Patents
一种用于刻写大模场啁啾光纤光栅的切趾刻写系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114325927B CN114325927B CN202111480248.9A CN202111480248A CN114325927B CN 114325927 B CN114325927 B CN 114325927B CN 202111480248 A CN202111480248 A CN 202111480248A CN 114325927 B CN114325927 B CN 114325927B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- optical fiber
- mode field
- fiber
- adapter
- apodization
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 89
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 142
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 81
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000013519 translation Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Substances [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000000411 transmission spectrum Methods 0.000 claims description 8
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 6
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 6
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 206010034972 Photosensitivity reaction Diseases 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000036211 photosensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000000985 reflectance spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于刻写大模场啁啾光纤光栅的切趾刻写系统，包括：光学隔震台、244氩离子倍频紫外激光器、准直扩束镜、反射镜、转接板、X轴平移电动位移台、Y轴电动升降位移台、平凸球面透镜、待刻写载氢光纤、六维调整架、相位掩膜版、三轴可调的手动位移台、光纤夹具、Hi1060转大模场光纤的模场适配器、大模场光纤转Hi1060模场的适配器、三端口光纤环形器、宽带光源和光谱分析仪。本发明既可以满足大模场的高功率光纤光栅的刻写，又可以满足普通低功率的单模光纤光纤刻写；在电动位移台的配合下，达到良好的切趾效果，可实现近似于超高斯函数的切趾；由于其近似于超高斯切趾函数的切趾优势，也可以实现低反光纤光栅的反射谱平顶化的切趾效果。
Description
技术领域
本发明涉及高功率光纤激光器谐振腔制备的技术领域，尤其是涉及一种用于刻写大模场啁啾光纤光栅的切趾刻写系统。
背景技术
啁啾光纤光栅不但可以适用于啁啾脉冲放大，还是高功率光纤激光器谐振腔的重要组成部分。在高功率光纤激光器，高信号功率的工作情况下，信号光展宽极大。往往在光纤光栅刻写过程中，高反的变模抑制比低反的边模抑制比低很多。但是激光器展宽以后，高反的带宽外的边带也有可能与激光的主信号产生振荡，从而影响信号光的功率稳定性、功率密度与光束质量等。啁啾光纤光栅的反射波长表达式为λ=2neff*（Λ0+C*z），0≤z≤L，L为刻写栅区的总长。λ为反射波长，neff为有效折射率，Λ0为掩膜版待曝光区域的起始周期，C为掩膜版啁啾系数，z为掩膜版待曝光区域的相对长度。我们也可以简单地理解为，线性啁啾光纤光栅是由N个均匀的光纤光栅组成的(N为正整数）。然而刻写高反啁啾光纤光栅时，由于光学元件生产误差、调节平台、光纤自身的非均匀性等原因，会引发实际生产中与理论预估的差距较大。所有的高反光纤光栅都会面临一个边模抑制比低的现象，而且啁啾高反光纤光栅在高功率运用场景下，对边模抑制比更为敏感。所以我们常常会采用切趾的方法，提高变模抑制比。然而常规的切趾方法是采用挡光板的方法，将切趾函数通过线切割的方法，体现在挡光板上。这类方法虽然有一定细微效果，但是受限于线切割的加工精度与栅区长度，往往实际生产效果很不理想。一些特殊的栅区长度无法实现，并且需要备足大量的切趾板，繁琐且效果不佳。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于刻写大模场啁啾光纤光栅的切趾刻写系统。
为实现上述目的，本发明采用以下内容：
一种用于刻写大模场啁啾光纤光栅的切趾刻写系统，包括：光学隔震台、244氩离子倍频紫外激光器、准直扩束镜、反射镜、转接板、X轴平移电动位移台、Y轴电动升降位移台、平凸球面透镜、待刻写载氢光纤、六维调整架、相位掩膜版、三轴可调的手动位移台、光纤夹具、Hi1060转大模场光纤的模场适配器、大模场光纤转Hi1060模场的适配器、三端口光纤环形器、宽带光源和光谱分析仪；在所述光学隔震台上端面的前侧左端设置244氩离子倍频紫外激光器；在所述244氩离子倍频紫外激光器的右侧设置准直扩束镜；在所述准直扩束镜的右侧设置X轴平移电动位移台；在所述X轴平移电动位移台上设置转接板，且转接板与X轴平移电动位移台之间滑动连接；在所述转接板的前端设置反射镜，且反射镜呈45°角；在所述转接板的后端设置Y轴电动升降位移台，且Y轴电动升降位移台与转接板之间滑动连接；在所述Y轴电动升降位移台上设置平凸球面透镜，且平凸球面透镜的位置与反射镜的位置相对应；
在所述转接板后端的光学隔震台上设置六维调整架；在所述六维调整架上设置相位掩膜版，且相位掩膜版的位置与平凸球面透镜的位置相对应；在所述六维调整架的两侧分别设置有三轴可调手动位移台；在所述三轴可调手动位移台上设置光纤夹具；在左侧的所述三轴可调手动位移台的左端设置有Hi1060转大模场光纤的模场适配器；在所述Hi1060转大模场光纤的模场适配器的左侧设置三端口光纤环形器；在所述三端口光纤环形器的左侧分别设置有宽带光源和光谱分析仪；在右侧的所述三轴可调手动位移台的右侧设置有大模场光纤转Hi1060模场的适配器；所述待刻写载氢光纤通过光纤夹具固定在三轴可调手动位移台上，且左端延伸穿过Hi1060转大模场光纤的模场适配器和三端口光纤环形器，右端延伸穿过大模场光纤转Hi1060模场的适配器。
优选的是，设置在两套所述三轴可调手动位移台上的两套光纤夹具，保持同等高度、同一水平线。
优选的是，所述宽带光源接三端口光纤环形器的端口一；所述待刻写载氢光纤的一端接Hi1060转大模场光纤的模场适配器的14/250端，三端口光纤环形器的端口二接Hi1060转大模场光纤的模场适配器的Hi1060端；所述待刻写载氢光纤的另一端接大模场光纤转Hi1060模场的适配器的14/250端，大模场光纤转Hi1060模场的适配器的Hi1060端暂时空放。
优选的是，所述光谱分析仪接三端口光纤环形器的端口三，用来测试光纤光栅的反射谱；当需要测光纤光栅的透射谱，将三端口光纤环形器的端口三空放，将大模场光纤转Hi1060模场的适配器的Hi1060端接光谱分析仪，即可测试光纤光栅的透射谱。
优选的是，所述平凸球面透镜平面端接收45°反射镜的发射光束，调节所述平凸球面透镜，使得平面端垂直于紫外激光，凸面端发射压缩的点状激光，且点状激光经过所述相位掩膜版，调节相位掩膜版的六维调节架，使得相位掩膜版严格垂直于点状激光的光轴，并且点状激光经过所述相位掩膜版，产生干涉条纹。
优选的是，夹持在所述光纤夹具中的待刻写载氢光纤平行于相位掩膜版。
本实验需要将待曝光的待刻写载氢光纤区域上的涂覆层去除掉，使用高浓度酒精，单一方向擦拭3-4遍，然后放置于光纤夹具上，并调节光纤夹具的承载的三轴可调手动位移台的X轴方向，使得待刻写载氢光纤具有一定的横向拉力。待刻写载氢光纤的两端使用大模场光纤切割刀切割至0-1°的角度，使用打火机的内焰部分对光纤进行1-2分钟的烧制，目的是为了去除末端中的氢气。使用大模场熔接机将待刻写载氢光纤的两端分别和Hi1060转大模场光纤的模场适配器、大模场光纤转Hi1060模场的适配器相熔接。
平凸球面透镜的高度需要通过Y轴电动升降位移台进行两个点位的标定：位置1，标定紫外激光通过平凸球面透镜后，经过相位掩膜版打在光纤包层最下沿的位置，此时衍射条纹可看到细微的竖线，条纹下端条纹强亮于上端条纹；位置2，标定紫外激光通过平凸球面透镜后，经过相位掩膜版打在光纤包层正中间的位置，此时衍射条纹上下端亮度基本一致。启动X轴平移电动位移台，使得X轴平移电动位移台匀速移动，并同时打开244氩离子倍频紫外激光器与Y轴电动升降位移台，在光纤光栅刻写栅区长度（即紫外光曝光区域的长度）1/20处前，使得Y轴电动升降台的由位置1向位置2成匀速上升趋势，到达位置2后暂时Y轴电动升降台保持不动；当X轴电动平移位移台到达光纤光栅刻写长度达到19/20时，使得Y轴电动升降位移台由位置2向位置1匀速下降至位置1，待Y轴即将接近位置1时，关闭244氩离子倍频紫外激光器，关闭X轴平移电动位移台。
载氢后的光纤具有一定光敏性，光敏光纤置于光强度随空间变化的紫外光照射中，将引起纤芯折射率的微扰δnco（x、y、z)，该微扰在光纤横截面上是均匀的，沿光纤轴向（z向）成正弦变化。可以表达为
δnco（x、y、z)=δnco（z）=`δnco(z){1+vcos[(2π/Λ)*z+Φ(z)]}
其中δnco(z)是纤芯折射率的平均变化量，Λ为光栅周期，Φ(z)是折射率变化的相位，通常用来描述光栅的啁啾，为折射率变化的条纹可见度，一般为常数。由此可见，啁啾光纤光栅的纤芯折射率变化与z轴的平均变化量呈正弦变化，也就是与耦合系数成正弦变化。然而光纤的耦合系数与曝光强度，曝光时间，曝光长度等有关，现在该系统的X轴向电动位移台成匀速变化，那么曝光时间与曝光长度是基本一致的。Y轴电动升降位移台成匀速上升或下降，则光纤Z轴接收到的曝光强度成匀速递增或递减，带来的纤芯折射率成正弦变化。那么整个刻写过程中，纤芯的平均折射率变化类似于升余弦函数变化,或者实现了类似于超高斯切趾的效果。
本系统既可以满足大模场的高功率光纤光栅的刻写，又可以满足普通低功率的单模光纤光纤刻写；该系统在电动位移台的配合下，达到良好的切趾效果，可实现近似于超高斯函数的切趾，且切趾之后的边模抑制比较高；由于其近似于超高斯切趾函数的切趾优势，也可以实现低反光纤光栅的反射谱平顶化的切趾效果；由于栅区是受电动位移台控制，所以该系统刻写切趾啁啾光纤光栅时，栅区长度不受其他几何类机械性束缚；在相位掩膜版长度允许的前提下，可完成各种长度切趾啁啾光纤光栅的刻写。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1是本发明一种用于刻写大模场啁啾光纤光栅的切趾刻写系统的示意图。
图2是三端口光纤环形器的三端口示意图。
图3是本发明去除了一段涂覆层后的待刻写载氢光纤，相对于相位掩膜版的放置位置。
图4是本发明待刻写载氢光纤尾纤两端去除涂覆层后，对光纤包层的加热处理示意图。
图5是本发明激光光斑在待刻写光纤包层上的一个位置走势示意图。
图6是本发明刻写的啁啾光纤光栅的有效折射率变化趋势模拟图。
图7是本发明刻写的大模场啁啾低反光纤光栅的平顶化反射谱。
图8是本发明刻写的大模场啁啾高反光纤光栅的高边模抑制比的反射谱与高反射率的透射谱。
图中，各附图标记为：
1-光学隔震台，2-244氩离子倍频紫外激光器，3-准直扩束镜，4-反射镜，5-转接板，6-X轴平移电动位移台，7-Y轴电动升降位移台，8-平凸球面透镜，9-待刻写载氢光纤，10-六维调整架，11-相位掩膜版，12-三轴可调手动位移台，13-光纤夹具，14-Hi1060转大模场光纤的模场适配器，15-大模场光纤转Hi1060模场的适配器，16-三端口光纤环形器，161-端口一，162-端口二，163-端口三，17-宽带光源，18-光谱分析仪。
实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1至8所示，一种用于刻写大模场啁啾光纤光栅的切趾刻写系统包括：光学隔震台1、244氩离子倍频紫外激光器2、准直扩束镜3、反射镜4、转接板5、X轴平移电动位移台6、Y轴电动升降位移台7、平凸球面透镜8、待刻写载氢光纤9、六维调整架10、相位掩膜版11、三轴可调手动位移台12、光纤夹具13、Hi1060转大模场光纤的模场适配器14、大模场光纤转Hi1060模场的适配器15、三端口光纤环形器16、宽带光源17和光谱分析仪18；在光学隔震台1上端面的前侧左端设置244氩离子倍频紫外激光器2；在244氩离子倍频紫外激光器2的右侧设置准直扩束镜3；在准直扩束镜3的右侧设置X轴平移电动位移台6；在X轴平移电动位移台6上设置转接板5，且转接板5与X轴平移电动位移台6之间滑动连接；在转接板5的前端设置反射镜4，且反射镜呈45°角；在转接板5的后端设置Y轴电动升降位移台7，且Y轴电动升降位移台7与转接板5之间滑动连接；在Y轴电动升降位移台7上设置平凸球面透镜8，且平凸球面透镜8的位置与反射镜4的位置相对应；
在转接板5后端的光学隔震台1上设置六维调整架10；在六维调整架10上设置相位掩膜版11，且相位掩膜版11的位置与平凸球面透镜8的位置相对应；在六维调整架10的两侧分别设置有三轴可调手动位移台12；在三轴可调手动位移台12上设置光纤夹具13；在左侧的三轴可调手动位移台12的左端设置有Hi1060转大模场光纤的模场适配器14；在Hi1060转大模场光纤的模场适配器14的左侧设置三端口光纤环形器16；在三端口光纤环形器16的左侧分别设置有宽带光源17和光谱分析仪18；在右侧的三轴可调手动位移台12的右侧设置有大模场光纤转Hi1060模场的适配器15；所述待刻写载氢光纤9通过光纤夹具13固定在三轴可调手动位移台12上，且左端延伸穿过Hi1060转大模场光纤的模场适配器14和三端口光纤环形器16，右端延伸穿过大模场光纤转Hi1060模场的适配器15。
进一步地，所述光学隔震台1用于各个仪器设备的承载与固定。
进一步地，设置在两套三轴可调手动位移台12上的两套光纤夹具13，保持同等高度、同一水平线。
进一步地，所述宽带光源17接三端口光纤环形器16的端口一161，待刻写载氢光纤9的一端接Hi1060转大模场光纤的模场适配器14的14/250端，三端口光纤环形器16的端口二162接Hi1060转大模场光纤的模场适配器14的Hi1060端；所述待刻写载氢光纤9的另一端接大模场光纤转Hi1060模场的适配器15的14/250端，大模场光纤转Hi1060模场的适配器15的Hi1060端暂时空放。
进一步地，所述光谱分析仪18接三端口光纤环形器16的端口三163，用来测试光纤光栅的反射谱；当需要测光纤光栅的透射谱，将三端口光纤环形器16的端口三163空放，将大模场光纤转Hi1060模场的适配器15的Hi1060端接光谱分析仪18，即可测试光纤光栅的透射谱。
进一步地，所述平凸球面透镜8平面端接收45°反射镜4的发射光束，调节平凸球面透镜8，使得平面端垂直于紫外激光，凸面端发射压缩的点状激光，且点状激光经过相位掩膜版11，调节相位掩膜版11的六维调节架10，使得相位掩膜版11严格垂直于点状激光，并且点状激光经过所述相位掩膜版11，产生干涉条纹。
进一步地，夹持在光纤夹具13中的待刻写载氢光纤9平行于相位掩膜版11。
本装置的工作原理：在使用时，开启244氩离子倍频紫外激光器2，使得激光进入准直扩束镜3，调节准直扩束镜3的倾斜、偏转与俯仰，使得扩束后的紫外激光与45°反射镜4在同一直线上，且发射的激光平行于光学隔振台1台面。调节45°反射镜4的俯仰，使得激光经过45°反射镜4后，还是平行于光学隔振台1台面。将平凸球面透镜8安装于Y轴电动升降位移台7上，调节平凸球面透镜8的俯仰与偏转，使得激光经过平凸球面透镜8后仍平行于光学隔振台1台面。安装相位掩模版11于六维调节架10上，使得相位掩模版11短周期的在左侧，长周期的在右侧，调节相位掩模版11的俯仰与偏转，使得相位掩模版11完全垂直与平凸球面透镜8后的激光，且激光打在相位掩模版11的条纹上。将光纤夹具13分别安装于两套X、Y、Z三轴可调手动位移台12上，将光纤夹具13调至等水平位置。将调试光纤（等规格于待刻写载氢光纤）待刻写区域，去除涂覆层，并用高浓度酒精单向擦拭，去除涂覆层碎屑。将调试光纤待刻写区域贴近相位掩模版11约100-150um处。调节X、Y、Z三轴可调手动位移台12的X轴方向，使得光纤存在一个横向拉力，再调节Z轴方向，使得光纤与相位掩模版11平行。调节相位掩模版11的六维调节架10的倾斜方向，使得相位掩模版11条纹与光纤宏观上平行。调节Y轴电动升降位移台7的上下位置，寻找到激光打在光纤包层最下沿处，此时±1级衍射条纹亮度为上弱下强，分层明显，将此时的Y轴电动升降位移台7的位置记作位置1；调节Y轴电动升降位移台7的上下位置，寻找激光打在点状激光被纤芯上下等分的位置，此时±1衍射条纹亮度表现为上下亮度基本一致，将此时Y轴电动升降位移台7的位置记作位置2。
此时光路调试完成，可以根据相位掩模版11的啁啾量与相位掩模版11的中心周期，推算需刻写啁啾光纤光栅对应掩模版的曝光区域与长度。
根据公式：λFBG=2neffΛPM；neff为纤芯有效折射率，一般1.060um波段的大模场载氢光纤的取值为1.452左右；ΛPM为掩模版周期，而光纤上的周期是掩模版周期的一半，可以化简为，λFBG=neff*Λfiber，来推算啁啾相位掩模版的中心周期。
而曝光区域的长度是由啁啾光纤光栅的带宽决定的，一般近似于LHR =FWHM÷D÷neff÷0.96；其中FWHM为需要刻写啁啾光纤光栅的带宽；D为相位掩模版的啁啾量；neff为纤芯有效折射率，一般1.060um波段的大模场载氢光纤的取值为1.452左右；0.96为经验值，主要由244氩离子倍频紫外激光器2的曝光强度与曝光时间决定的，目前这个值是最合适做高功率大模场光纤光栅的。对于低反啁啾光纤光栅的曝光区域即栅区长度的推算区别于高反，Loc=FWHM÷D÷neff÷0.94，其中FWHM为需要刻写啁啾光纤光栅的带宽；D为相位掩模版的啁啾量；neff为纤芯有效折射率，一般1.060um波段的大模场载氢光纤的取值为1.4515左右；0.94为经验值，主要由244氩离子倍频紫外激光器2的曝光强度与曝光时间决定的，目前这个值是最合适做高功率大模场光纤光栅的。
完成以上调试步骤，即可生产定制化高功率大模场啁啾光纤光栅。首先将待刻写载氢光纤9的需刻写部分剥除包层，剥除区域长度大于待刻写长度的10mm左右；使用99%的高浓度酒精，对剥除区域进行单向擦拭3-4次，肉眼无法看到涂覆层碎屑；将待刻写载氢光纤9安装于光纤夹具13中，剥除区域左右对称于待刻写区域内，调节X、Y、Z三轴可调手动位移台12的X方向，使得光纤具有一定横向拉力；剥除尾纤两个末端的涂覆层约3cm，使用打火机的内焰，将剥除区域的末端位置至距离涂覆层的5mm位置，来回烘烤2分钟左右，该步骤主要是为了去除尾纤中的氢气，以免后期氢气因熔接放电产生爆裂，破坏熔接效果；再使用高浓度酒精擦拭干净，使用过大模场光纤切割刀对两个剥除区域进行切割，保证切割角度控制在0-2°以内；切割完成的光纤无需再进行擦拭，将待刻写载氢光纤9切割后的末端分别与Hi1060转大模场光纤的模场适配器14、大模场光纤转Hi1060模场的适配器15熔接；宽带光源17与三端口光纤环形器16的端口一161相接；三端口光纤环形器16的端口二162与Hi1060转大模场光纤的模场适配器14的Hi1060光纤相接；大模场光纤转Hi1060模场的适配器15的Hi1060端接光谱分析仪18，实时监控反射率变化情况。
将激光器的控制软件、X轴平移电动位移台控制软件、Y轴电动升降位移台控制软件进行整合，按打开X轴平移电动位移台6→Y轴电动升降位移台7逐渐从位置1向位置2移动→打开激光器出光控制→X轴即将到达刻写位置的1/20处（比值可手动输入，但起始与结束距离等长）且Y轴电动升降位移台7即将到达位置2→Y轴电动升降位移台7到达位置2且保持不动，X轴平移电动位移台6持续运动→X轴平移电动位移台6到达刻写位置的19/20（比值可手动输入，但起始与结束距离等长）处→Y轴电动升降位移台7从位置2匀速向位置1移动→X轴平移电动位移台6即将到达刻写位置终点→关闭激光器→Y轴电动升降位移台7回到位置1→X轴平移电动位移台6回到起始位置的顺序控制。
刻写完成后，可将大模场光纤转Hi1060模场的适配器15的Hi1060光纤从光谱分析仪18上取下，将三端口光纤环形器16的端口三163接至光谱分析仪18上，观察反射谱的情况，可根据光谱分析仪18分析反射谱，得出中心波长，3dB带宽，变模抑制比等参数，可实现反射谱与透射谱快速切换。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种用于刻写大模场啁啾光纤光栅的切趾刻写系统，其特征在于，包括：光学隔震台、244氩离子倍频紫外激光器、准直扩束镜、反射镜、转接板、X轴平移电动位移台、Y轴电动升降位移台、平凸球面透镜、待刻写载氢光纤、六维调整架、相位掩膜版、三轴可调的手动位移台、光纤夹具、Hi1060转大模场光纤的模场适配器、大模场光纤转Hi1060模场的适配器、三端口光纤环形器、宽带光源和光谱分析仪；在所述光学隔震台上端面的前侧左端设置244氩离子倍频紫外激光器；在所述244氩离子倍频紫外激光器的右侧设置准直扩束镜；在所述准直扩束镜的右侧设置X轴平移电动位移台；在所述X轴平移电动位移台上设置转接板，且转接板与X轴平移电动位移台之间滑动连接；在所述转接板的前端设置反射镜，且反射镜呈45°角；在所述转接板的后端设置Y轴电动升降位移台，且Y轴电动升降位移台与转接板之间滑动连接；在所述Y轴电动升降位移台上设置平凸球面透镜，且平凸球面透镜的位置与反射镜的位置相对应；
在所述转接板后端的光学隔震台上设置六维调整架；在所述六维调整架上设置相位掩膜版，且相位掩膜版的位置与平凸球面透镜的位置相对应；在所述六维调整架的两侧分别设置有三轴可调手动位移台；在所述三轴可调手动位移台上设置光纤夹具；在左侧的所述三轴可调手动位移台的左端设置有Hi1060转大模场光纤的模场适配器；在所述Hi1060转大模场光纤的模场适配器的左侧设置三端口光纤环形器；在所述三端口光纤环形器的左侧分别设置有宽带光源和光谱分析仪；在右侧的所述三轴可调手动位移台的右侧设置有大模场光纤转Hi1060模场的适配器；所述待刻写载氢光纤通过光纤夹具固定在三轴可调手动位移台上，且左端延伸穿过Hi1060转大模场光纤的模场适配器和三端口光纤环形器，右端延伸穿过大模场光纤转Hi1060模场的适配器。
2.根据权利要求1所述的一种用于刻写大模场啁啾光纤光栅的切趾刻写系统，其特征在于，所述光学隔震台用于各个仪器设备的承载与固定。
3.根据权利要求1所述的一种用于刻写大模场啁啾光纤光栅的切趾刻写系统，其特征在于，设置在两套所述三轴可调手动位移台上的两套光纤夹具，保持同等高度、同一水平线。
4.根据权利要求1所述的一种用于刻写大模场啁啾光纤光栅的切趾刻写系统，其特征在于，所述宽带光源接三端口光纤环形器的端口一；所述待刻写载氢光纤的一端接Hi1060转大模场光纤的模场适配器的14/250端，三端口光纤环形器的端口二接Hi1060转大模场光纤的模场适配器的Hi1060端；所述待刻写载氢光纤的另一端接大模场光纤转Hi1060的模场适器的14/250端，大模场光纤转Hi1060的模场适配器的Hi1060端暂时空放。
5.根据权利要求1所述的一种用于刻写大模场啁啾光纤光栅的切趾刻写系统，其特征在于，所述光谱分析仪接三端口光纤环形器的端口三，用来测试光纤光栅的反射谱；当需要测光纤光栅的透射谱，将三端口光纤环形器的端口三空放，将大模场光纤转Hi1060的模场适配器的Hi1060端接光谱分析仪，即可测试光纤光栅的透射谱。
6.根据权利要求1所述的一种用于刻写大模场啁啾光纤光栅的切趾刻写系统，其特征在于，所述平凸球面透镜平面端接收45°反射镜的发射光束，调节所述平凸球面透镜，使得平面端垂直于紫外激光，凸面端发射压缩的点状激光，且点状激光经过所述相位掩膜版，调节相位掩膜版的六维调节架，使得相位掩膜版严格垂直于点状激光的光轴，并且点状激光经过所述相位掩膜版，产生干涉条纹。
7.根据权利要求1所述的一种用于刻写大模场啁啾光纤光栅的切趾刻写系统，其特征在于，夹持在所述光纤夹具中的待刻写载氢光纤平行于相位掩膜版。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111480248.9A CN114325927B (zh) | 2021-12-06 | 2021-12-06 | 一种用于刻写大模场啁啾光纤光栅的切趾刻写系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111480248.9A CN114325927B (zh) | 2021-12-06 | 2021-12-06 | 一种用于刻写大模场啁啾光纤光栅的切趾刻写系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114325927A CN114325927A (zh) | 2022-04-12 |
| CN114325927B true CN114325927B (zh) | 2023-12-12 |
Family
ID=81049218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111480248.9A Active CN114325927B (zh) | 2021-12-06 | 2021-12-06 | 一种用于刻写大模场啁啾光纤光栅的切趾刻写系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114325927B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6201911B1 (en) * | 1998-08-19 | 2001-03-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus for manufacturing long-period fiber gratings and apparatus for manufacturing two-band long-period fiber gratings using the same |
| CN201654269U (zh) * | 2010-04-09 | 2010-11-24 | 合肥正阳光电科技有限责任公司 | 任意啁啾光纤光栅的刻制装置 |
| CN105988153A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-10-05 | 濮阳光电产业技术研究院 | 一种在锥形光纤上制备切趾相移光栅的装置及其方法 |
| CN106249348A (zh) * | 2016-09-13 | 2016-12-21 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种切趾光纤光栅刻写系统及方法 |
| CN111856643A (zh) * | 2020-07-28 | 2020-10-30 | 中国人民解放军国防科技大学 | 超宽带啁啾倾斜光纤光栅刻写装置、刻写方法以及激光系统 |
-
2021
- 2021-12-06 CN CN202111480248.9A patent/CN114325927B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6201911B1 (en) * | 1998-08-19 | 2001-03-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus for manufacturing long-period fiber gratings and apparatus for manufacturing two-band long-period fiber gratings using the same |
| CN201654269U (zh) * | 2010-04-09 | 2010-11-24 | 合肥正阳光电科技有限责任公司 | 任意啁啾光纤光栅的刻制装置 |
| CN105988153A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-10-05 | 濮阳光电产业技术研究院 | 一种在锥形光纤上制备切趾相移光栅的装置及其方法 |
| CN106249348A (zh) * | 2016-09-13 | 2016-12-21 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种切趾光纤光栅刻写系统及方法 |
| CN111856643A (zh) * | 2020-07-28 | 2020-10-30 | 中国人民解放军国防科技大学 | 超宽带啁啾倾斜光纤光栅刻写装置、刻写方法以及激光系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114325927A (zh) | 2022-04-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2929569B2 (ja) | シリカガラス位相グレーティングマスクを用いるブラッググレーティングの形成方法 | |
| US7391947B1 (en) | Waveguide fabrication methods and devices | |
| EP0523084B1 (en) | A method of forming a refractive index grating in an optical waveguide | |
| CN209231557U (zh) | 飞秒激光直写光纤布拉格光栅制备装置 | |
| EP0635736A1 (en) | Method for forming, in optical media, refractive index perturbations having reduced birefringence | |
| CN104765099B (zh) | 一种刻写周期可调光纤光栅的装置及方法 | |
| JPH09508713A (ja) | 光格子 | |
| US5956442A (en) | Bragg reflection gratings in optical fibres | |
| CN111221072A (zh) | 使用飞秒激光刻写光纤光栅的装置及方法 | |
| KR20010080342A (ko) | 광유도 격자의 파장 조절 | |
| US7298944B2 (en) | Method and device for manufacturing optical fiber grating, optical fiber grating, optical module, and optical communication system | |
| CN114325927B (zh) | 一种用于刻写大模场啁啾光纤光栅的切趾刻写系统 | |
| US20070177637A1 (en) | Tunable optical filter and external-resonator-type semiconductor laser device using the same | |
| CN115343797B (zh) | 一种相移光栅制作系统及制作方法 | |
| CN110007394A (zh) | 一种相移光纤布拉格光栅及制备方法 | |
| TWI258024B (en) | Method for sequential UV-writing fiber Bragg grating by real-time interferometric side-diffraction position monitoring | |
| GB2289770A (en) | Writing bragg gratings in photosensitive waveguides | |
| CN1170176C (zh) | 透(反)射形可控的大啁啾光纤光栅的制作方法 | |
| CN201408015Y (zh) | 一种具有激光谐振腔的光程四倍增测量装置 | |
| JP2985820B2 (ja) | 低反射グレーティングが形成された光導波路及びその製造方法 | |
| CN111884027B (zh) | 一种基于二维有源π相移光纤光栅的多波长光纤激光器 | |
| Mizunami et al. | Wavelength tuning of long-period fiber gratings by fabrication using a tilted amplitude mask | |
| US6873762B1 (en) | Fabrication of fiber optic grating apparatus and method | |
| Mayer et al. | Fiber Bragg grating writing by interferometric or phase-mask methods using high-power excimer lasers | |
| CN117608171A (zh) | 一种用于制作光栅的曝光方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: Building 4, Lianchuang Industrial Park, No. 45 Dongfu Road, Suzhou Industrial Park, Jiangsu Province, 215000 Patentee after: Suzhou Yinggu Laser Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 215000 room g509, Science Park, National University of nanotechnology, No. 388 Ruoshui Road, Suzhou area, China (Jiangsu) pilot Free Trade Zone, Suzhou, Jiangsu Patentee before: SUZHOU INNGU LASER Co.,Ltd. Country or region before: China |
|
| CP03 | Change of name, title or address |