[发明专利]一种制作稳定的布拉格光纤光栅(FBG)的工艺与系统

权利要求书

1.一种利用不同类型的光敏光纤材料、在不同的曝光条件下制造稳定的布拉格光纤光栅(FBG)的工艺，所述FBG具有特定的生长和衰变特性，而所述工艺包括下列步骤：

·将所述光纤材料曝光于紫外(UV)激光射线，使FBG在选定的光敏光纤材料上生长，紫外激光射线在预定的曝光条件下由激光源产生，曝光条件定义为下列参数的选定组合：曝光时间、曝光强度、所述紫外激光射线的波长、所述紫外激光射线的脉冲能量及所述紫外激光射线的重复率；

·监测所述FBG的生长以确定其中不同的生长特性，包括FBG的反射率、折射率调制、饱和折射率调制、布拉格波长及作为曝光时间函数的残留温度。

·利用所述监测到的生长特性，确定所述FBG生长期缺陷的能量分布；

·通过一个比例因子来调整所述FBG衰变期缺陷的能量分布，以导出所述FBG衰变期缺陷的能量分布，比例因子的确定是通过一个步骤，即在类似于所述预定的曝光条件下，将所述FBG与在一种类似的光敏光纤材料上生长的FBG进行比较；

·获得浅度活化能缺陷以及根据所述导出的衰变期缺陷的能量分布，在所述被比较的FBG中获得的深度活化能缺陷；

·将所述浅度活化能缺陷的百分率与一个阈值进行比较分析，确定是否将所述被比较的FBG保留或丢弃；

·针对所述保留的FBG，分析所述导出的衰变期缺陷的能量分布，以确定退火温度及时间；以及

·根据所述确定的退火温度及时间，将所述保留的FBG退火，以消除所有浅度活化能缺陷，获得一个稳定、高品质的FBG。

2.根据权利要求1，制造稳定的FBG的工艺包括：i.创建一个数据库的步骤，在数据库中存储不同的曝光条件下、在不同类型的光敏光纤材料上生长FBG的生长与衰变特性，具体步骤如下：

·将所述光纤材料曝光于紫外(UV)激光射线，使FBG在选定的光敏光纤材料上生长，紫外激光射线在预定的曝光条件下由激光源产生，曝光条件定义为下列参数的选定组合：曝光时间、曝光强度、所述紫外激光射线的波长、所述紫外激光射线的脉冲能量及所述紫外激光射线的重复率；

·监测所述FBG的生长以确定其中不同的生长特性，包括所述FBG的反射率、折射率调制、饱和折射率调制、布拉格波长及作为曝光时间函数的残留温度。

·利用所述监测到的生长特性，确定所述FBG生长期缺陷的能量分布；

·对所述FBG进行加速老化实验，以获得衰变特性，包括归一化折射率变化、缺陷转化率及缺陷划界能量，从而确定衰变期缺陷的能量分布；以及

·获得衰变期缺陷的能量分布与生长期缺陷的能量分布之间的比例因子；以及

ii.提供一个比较器的步骤，旨在将所述正在制造的FBG与类似于所述预定的曝光条件下、在一种类似的光敏光纤材料上生长的FBG进行比较，并从所述数据库中检索对应于所述被比较的FBG的比例因子。

3.根据权利要求1，在制造稳定的FBG的工艺中，生长所述FBG的步骤，包括借助由准分子激光源产生的紫外射线来冲击所述光敏光纤材料的步骤。

4.一种根据权利要求1中所述制造稳定的FBG的工艺，其中生长所述FBG的步骤包括将所述光敏光纤材料曝光于所述紫外线、直到所述光敏光纤材料的折射率变化达到饱和的步骤。

5.一种根据权利要求1中所述制造稳定的FBG的工艺，其中生长所述FBG的步骤包括利用一个光罩来控制曝光强度的空间分布的步骤。

6.一种根据权利要求1中所述制造稳定的FBG的工艺，其中生长所述FBG的步骤包括利用一个衍射相光罩来控制曝光强度的空间分布的步骤。

7.一种根据权利要求1中所述制造稳定的FBG的工艺，其中监测所述FBG生长的步骤包括利用由一个集束宽带光源发出的射线的步骤。

8.一种根据权利要求1中所述制造稳定的FBG的工艺，其中监测所述FBG生长的步骤包括借助一台光学频谱分析仪，以分析从所述FBG上反射的射线的步骤。