[发明专利]锥形耦合长周期光纤光栅及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及锥形耦合长周期光纤光栅及其制作方法，适用于光纤通信、光纤传感、交通信息工程及控制技术、微波光子(RoF：Radio over Fiber)、光纤激光器等领域。

背景技术

光纤布拉格光栅的周期为纳米量级，广泛应用于光纤通信、光纤传感、交通信息工程及控制技术、微波光子(RoF：Radio over Fiber)、光纤激光器等领域中。如果光栅的周期达到数十微米以上，称之为长周期光纤光栅。长周期光栅将光纤中传输的某频率段的光耦合到包层损耗掉，而不是像光纤布拉格光栅把光反射回去，因而长周期光栅可以用作EDFA的增益平坦器件、波长选择性耦合器和上/下话路器。由于长周期光栅周期大，应力和温度的改变将引起光栅的应变，耦合到包层中的波长发生较大的变化。因此长周期光栅也可以用于光纤应力、温度和气体等传感，利用长周期光栅的非线性可以构造全光信号处理逻辑门；利用长周期光栅在传输带宽内的色散，可以对通信线路进行透过式色散补偿。长周期光栅的广泛应用推动了长周期光栅写入技术的发展。长周期光栅的周期比光纤布拉格光栅的大很多，一般在百微米以上，因而长周期光栅的写入要比布拉格光栅容易，最早采用的是强度掩模法，现在又发展了如CO₂激光和电弧加热微弯法、微透镜阵列法、离子刻腐法，以及机械压痕法等。

已有的强度掩模法、CO₂激光微透镜阵列法，这些方法是对光纤的折射率作用，形成周期性的改变；或者电弧加热微弯法、机械压痕法，通过微弯模式耦合实现的，微弯难以控制和保持；离子刻蚀法，刻蚀的成本很高，并且只能刻蚀掉包层，也不能同比例的刻蚀包层和纤芯。这些制作长周期光纤光栅的方法，光纤的几何尺寸或者纤芯的几何尺寸没有变化，没有办法提高从结构上增强长周期光纤光栅对外界环境的感知能力；另外，要得到较强的耦合效果，需要较长的耦合区域，使得长周期光纤光栅的纵向尺度比较大，不利于应用。

由于上述长周期光纤光栅应用和制作的不足，把发明提出了一种锥形耦合长周期光纤光栅及其制作方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有的长周期光纤光栅成本高、对外界环境的感知能力低、耦合效果低的不足，拓展长周期光纤光栅的种类，提供一种锥形耦合长周期光纤光栅及其制作方法。

本发明的技术方案：

一种锥形耦合长周期光纤光栅制作方法，该制作方法的具体步骤：

步骤1，光纤的一端固定在移动装置上，另一端经定滑轮固定在重物上；

左光纤夹持V型槽或/和右光纤夹持V型槽固定在移动平台上；

光纤支撑在移动装置和定滑轮之间的左光纤夹持V型槽和右光纤夹持V型槽中，剥除左光纤夹持V型槽和右光纤夹持V型槽之间的光纤的涂覆层；

在重物的作用下，光纤保持平直后，将光纤夹持在左右两个光纤夹持V型槽中；

步骤2，将上加热装置和下加热装置置于光纤涂覆层被剥除部位的最左端或最右端；

步骤3，启动上加热装置和下加热装置对光纤加热至熔融温度；

步骤4，使移动平台带动左光纤夹持V型槽或右光纤夹持V型槽对光纤拉锥，拉锥完成后，使用移动装置把光纤向右或向左移动长周期光纤光栅的一个周期，完成第一次拉过程；重复3～3000次拉锥过程，制作出周期性的锥形耦合长周期光纤光栅。

锥形耦合长周期光纤光栅是由周期性的锥形耦合组成的。

步骤4中对光纤拉锥，拉锥完成后，或使用上加热装置和下加热装置向左或向右移动锥形耦合长周期光纤光栅的一个周期，完成第一次拉过程；重复3～3000次拉锥过程，制作出周期性的锥形耦合长周期光纤光栅。

本发明的有益效果：  拉锥是逐点实施的，可以方便控制制作的锥形耦合长周期光纤光栅；拉锥区域包层、纤芯同比例减少，模式耦合更强烈，较短的耦合区域可以实现更强的耦合效率；拉锥后，光纤芯径变细，对外界的参数变化更加敏感，用于传感系统具有更好的特性。对制作锥形耦合长周期光纤光栅的光纤没有光敏性要求，使各种规格和材料的光纤都可以制作出锥形耦合长周期光纤光栅。

附图说明

图1移动平台处于左侧的锥形耦合长周期光纤光栅及其制作方法示意图。

图2移动平台处于右侧的锥形耦合长周期光纤光栅及其制作方法示意图。

图3具有双侧移动平台的锥形耦合长周期光纤光栅及其制作方法示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

实施例一

本实施例结合图1进一步说明；