[发明专利]一种高功率光纤布拉格光栅刻写用位相掩模片

说明书

本发明公开了一种高功率光纤布拉格光栅刻写用位相掩模片，其包括紫外级熔融石英基片，所述的熔融石英基片上具有一对位置相对的光学面，其中一光学面上具有用光刻法制成的微纳增透结构，另一光学面上具有用光刻法制成的微纳衍射分光结构，该方案能够为制作高功率光纤布拉格光栅应用提供高抗激光损伤，无鬼像，高衍射效率和大干涉对比度的深紫外位相掩模片。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，尤其是一种高功率光纤布拉格光栅刻写用位相掩模片。

背景技术

光纤布拉格光栅被广泛应用于光通信、工业激光、仪器装备、生命科学等领域。光纤布拉格光栅的制作原理是将掺杂光纤或普通光纤载氢光敏化，用紫外波长激光通过位相掩模片的方法将入射光相干场图样写入光纤的纤芯，在纤芯内产生沿纤芯轴向形成折射率的周期变化调制，在光纤的纤芯产生空间的位相光栅结构和性能。其作用实质上是在纤芯内形成一个窄带的透射或反射滤波器或反射镜。当一束宽光谱光经过光纤光栅时，满足光纤光栅布拉格条的波长将产生反射，其余的波长透过光纤光栅继续传输。在制作高功率、高反射率的光纤布拉格光栅时，照射到位相掩模片上的紫外激光的脉冲能量和累计强度非常高，传统的不镀膜位相掩模片和镀增透模位相掩模片，都极易由于热致冲击原因造成位相掩模片被紫外激光损伤。而且传统的位相掩模片还存在较多的零级透射光和正或负一级反射光经过多次内反射后的透射光，它们都会导致制成的高功率应用中的高反射率光纤布拉格光栅的光谱性能劣化。

发明内容

针对现有技术的情况，本发明的目的在于提供一种能够为制作高功率光纤布拉格光栅应用提供高抗激光损伤，无鬼像，高衍射效率和大干涉对比度的深紫外高功率光纤布拉格光栅刻写用位相掩模片。

为了实现上述的技术目的，本发明采用的技术方案为：

一种高功率光纤布拉格光栅刻写用位相掩模片，其包括紫外级熔融石英基片，所述的熔融石英基片上具有一对位置相对的光学面，其中一光学面上具有用光刻法制成的微纳增透结构，另一光学面上具有用光刻法制成的微纳衍射分光结构。

进一步，所述的微纳增透结构由若干个微纳结构柱呈柱形阵列分布构成。

优选的，所述柱形阵列的阵列排布为三角形或六边形。

优选的，所述微纳增透结构的微纳结构柱为圆柱形、圆台形、长方体或圆锥体。

优选的，所述微纳结构柱的尺寸为纳米量级。

进一步，所述熔融石英基片另一光学面上的微纳衍射分光结构的周期为等周期或变周期。

进一步，所述的微纳衍射分光结构由若干个单条微纳结构构成。

优选的，所述的单条微纳结构为楔形、柱形、正弦形或三角形结构。

优选的，所述单条微纳结构的尺寸为亚微米级。

采用上述的技术方案，本发明方案相较于现有技术，其具有的有益效果为：本发明方案选用深紫外级熔融石英制作高功率光纤布拉格（FBG）刻写用位相掩模片，在熔融石英片的上表面用光刻工艺制成大角度宽带增透微纳结构，在熔融石英片的下表面用光刻工艺制成衍射分光结构，当制作高功率FBG的193nm或248nm紫外激光束刻写光纤光栅时，会聚的紫外激光束透过位相掩模片聚焦在光纤纤芯，位相掩模片上表面的增透微纳结构既可以极大减少表面反射，又具有与熔融石英材料相近的抗激光损伤阈值，还可以将上表面的增透微纳结构与下表面的衍射分光结构综合优化，令下表面的正负一级衍射光能量极大，零级光和其余级次的衍射光能量极小。

另外，本发明方案能够为制作高功率光纤布拉格光栅应用提供高抗激光损伤，无鬼像，高衍射效率和大干涉对比度的深紫外位相掩模片。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明方案做进一步的阐述：