CN201434918Y - 一种光纤光栅器件 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种光纤光栅器件，是厚度小于等于5毫米的光纤光栅切片，光纤光栅切片的两个端面研磨抛光，端面都可以镀上增透膜。所述光纤光栅切片可以采用多模光纤光栅切割成薄片而得到，也可以采用单模光纤光栅切割成薄片而得到。所述光纤光栅切片可以设置在玻璃插芯切片内。由于器件薄，光束经过光纤光栅切片后波阵面变化不大，无论是会聚光，发散光，或平行光经过光纤光栅切片后，光束的特性不会有很大的变化。使用光纤光栅切片，不需要将光束耦合到光纤中，完全可以在自由空间中使用。如果光束直径较小，可以用单个光纤光栅切片。如果光束直径较大，可以用光纤光栅切片阵列，多个光纤光栅切片二维排列起来。

Description

一种光纤光栅器件
技术领域
本实用新型涉及一种光纤光栅器件。
背景技术
自1978年，加拿大的Hill等人首次在掺锗石英光纤中发现光敏现象并采用驻波法制造出世界上第一根光纤光栅和1989年美国的Melt等人实现了光纤Bragg光栅(FBG)的UV激光侧面写入技术以来，光纤光栅的制造技术不断完善，人们对光纤光栅在光传感、光通信方面的研究变得更为广泛和深入。
光纤光栅传感器具有一般传感器抗电磁干扰、灵敏度高、尺寸小、重量轻、成本低，适于在高温、腐蚀性等环境中使用的优点外，还具有本征自相干能力强和在一根光纤上利用复用技术实现多点复用、多参量分布式区分测量的独特优势。故光纤光栅传感器已成为当前传感器的研究热点。
光纤光栅是一种光纤器件。光纤光栅是用两束光干涉的方法在光纤的芯径上形成周期性的折射率变化的结构(光栅)。光纤光栅在光通信，光纤传感，激光技术，光电子等领域有着广泛的应用。由于光纤光栅是一种光纤器件，光必须耦合到光纤中才能使用光纤光栅。光纤光栅在光纤中的长度一般为1毫米到100毫米。也有人制作出大于1米的光纤光栅。常规的光纤光栅的一端或两端都带有光纤尾纤，如果要用光纤光栅，首先必须把光耦合到光纤中，这样光能的损失就很大，使光纤光栅的使用受到一些限制，如采用光纤光栅作为半导体激光器的外腔选模，激光器的光必须先光耦合到光纤中。而在许多情况下窄带激光是在自由空间使用而不是在光纤中使用，还要把光从光纤中耦合出来，造成光能不必要的损失。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种新型的光纤光栅器件，克服现有的光纤光栅器件应用时必须将光束耦合到光纤中光能损失大的问题，使光束通过光纤光栅器件后仍然在自由空间中传播。
为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种光纤光栅器件，是厚度小于等于5毫米光纤光栅切片。
光纤光栅切片的两个端面为研磨抛光面，端面可以镀上增透膜；
所述光纤光栅切片可以采用多模光纤光栅切割成薄片而得到，也可以采用单模光纤光栅切割成薄片而得到；
所述光纤光栅切片可以设置在玻璃插芯切片或陶瓷插芯切片内。
有益效果：光纤光栅切片是一种新型的光纤光栅器件，它的厚度一般不超过5毫米，由于器件薄，光束经过光纤光栅切片后波阵面变化不大，无论是会聚光，发散光，或平行光经过光纤光栅切片后，光束的特性不会有很大的变化。使用光纤光栅切片，不需要将光束耦合到光纤中，完全可以在自由空间中使用。如果光束直径较小，可以用单个光纤光栅切片。如果光束直径较大，可以用光纤光栅切片阵列也就是多个光纤光栅切片二维排列起来。
光纤光栅切片的有效面积取决于光纤光栅用的光纤的类型。光纤光栅所用的光纤是单模光纤，则光纤光栅切片的有效面积就比较小。所用的光纤是多模光纤，则光纤光栅切片的有效面积就比较大。如所用的光纤的芯径是50微米，光纤光栅切片的有效面积就是50微米。目前有一种空气包层模的光纤，即光纤的包层是空气，则用这种空气包层的光纤制作的光纤光栅切片的有效面积和光纤的大小一样(去掉涂覆层后)。
光纤光栅切片由于具有很多优点，所以它的应用将是十分广泛的。如光通信，激光技术，传感，仪器，测量，生物技术等。
附图说明
图1为通过两束光干涉形成光纤光栅的示意图；
图2为光纤光栅位于玻璃插芯中，光纤光栅和玻璃插芯中之间添充胶后的的示意图；
图3为光纤光栅位于玻璃插芯中，玻璃插芯被切割成薄片的示意图；
图4为带有光纤光栅的玻璃插芯薄片两面研磨抛光并镀上增透膜形成单个光纤光栅切片的示意图；
图5为光纤光栅切片作为激光器的外腔应用结构示意图；
图6a为光纤光栅切片作为一个带阻滤波片的作用结构示意图；
图6b为光纤光栅切片阵列51的结构图；
图7为光纤光栅切片作为一个带阻滤波片的作用结构功能图；
图8为光纤光栅切片作为光无线温度传感器(非接触式温度传感器)的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体内容作进一步说明。
一种光纤光栅器件，是厚度小于等于5毫米光纤光栅切片21。
光纤光栅切片的两个端面研磨抛光，所述光纤光栅切片21的两个端面镀上增透膜。
所述光纤光栅切片21采用多模光纤光栅切割成薄片而得到；所述光纤光栅切片21也可以采用单模光纤光栅切割成薄片而得到。
所述光纤光栅切片21设置在玻璃插芯切片或陶瓷插芯切片29内。
应用例1：光纤光栅切片用于激光器外谐振腔达到激光器选模并稳定激光器输出波长的作用。如图6所示。
应用例2：光纤光栅切片用于滤波器的的应用。如图7所示。
应用例3：光纤光栅切片用于自由空间的(无线的)温度传感器应用。如图8所示。
图1呈现的是光纤光栅21是由两束紫外光束43经过干涉形成，光纤20包括纤芯25和包层26，光纤光栅写在纤芯25上。
图2呈现的是玻璃插芯29和光纤光栅21的内部结构。在光纤光栅21上涂上一些胶28，然后插入玻璃插芯29(或陶瓷插芯)的内腔，然后放在烤炉内进行胶的热固化，或用紫外光进行胶的固化。这样一来光纤光栅21和玻璃插芯29就固化在一起。
图3呈现的是将带有光纤光栅21玻璃插芯29切成一小段一小段薄片，把切好的一小段玻璃插芯29的两面进行研磨抛光。将已经加工好的玻璃插芯29(带有光纤光栅切片)两面镀上增透膜42。形成光纤光栅切片。
图4呈现的是将玻璃插芯29和光纤光栅切片21之间的胶去掉后，只剩下光纤光栅切片21，两面镀有增透膜42。
图5呈现的是光纤光栅切片21(不带玻璃插芯)直接固定在靠近半导体激光器本体10镀增透膜的前端面12。激光器本体10的镀高反膜后端面11和光纤光栅切片21形成一个激光器外腔，发射出单一波长的激光。
图6a呈现的是光纤光栅切片阵列51作为一个自由空间的带阻滤波器的应用，入射为一个宽带光源52，宽带光源光束52通过光纤光栅切片阵列51后，一个带宽的光束53被反射，其余的光54透过光纤光栅切片阵列51。图6b显示了光纤光栅切片阵列51的结构图，光纤光栅切片阵列51是由许多个光纤光栅切片21别构成。
图7呈现的是应用例子图6的功能。入射的是一个宽带光源，反射的是中间的一个光谱带。透射的是其余的光谱。
图8呈现的是光纤光栅切片21作为一个自由空间的光无线温度传感器。一束光从准直光源63发出，经过半反半透镜62后，再经过会聚透镜65到达由光纤光栅切片构成的温度传感器66上。光纤光栅切片构成的温度传感器66安装在物体67上.当物体67的温度发生变化时，光纤光栅切片构成的温度传感器66中的光纤光栅切片周期发生变化，使反射回去的光的波长发生变化.通过光探测器64探测反射光的波长变化，可以测量物体的温度。

Claims (5)

1、一种光纤光栅器件，其特征在于：是厚度为小于等于5个毫米的光纤光栅切片(21)。
2、根据权利要求1所述的光纤光栅器件，其特征在于：所述光纤光栅切片(21)的两个端面为研磨抛光面，设置有增透膜。
3、根据权利要求1所述的光纤光栅器件，其特征在于：所述光纤光栅切片(21)为多模光纤光栅薄片。
4、根据权利要求1所述的光纤光栅器件，其特征在于：所述光纤光栅切片(21)为单模光纤光栅薄片。
5、根据权利要求1所述的光纤光栅器件，其特征在于：所述光纤光栅切片(21)设置在玻璃插芯切片或陶瓷插芯切片(29)内。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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