[发明专利]波长及带宽可调的级联长周期光栅滤波器及制作方法

说明书

本发明公开了一种波长及带宽可调的级联长周期光栅滤波器及制作方法，滤波器包括8个不同周期的长周期光栅级联，其中4个为高频滤波长周期光栅，另外4个为低频滤波长周期光栅，用于固定级联滤波光栅组的支撑框架，两台精确可控的石墨加热平台。制作方法包括光纤预处理、绘制长周期光栅、刻蚀长周期光栅和装配滤波器步骤。本发明通过调节两台精确可控的石墨加热平台温度，可实现该滤波器的滤波带宽宽度展宽或减小。若再同时调节两加热平台的温度，可实现滤波器的中心波长位置的改变。该滤波器为全光纤结构，高度适配于光纤传感及光纤激光器等，对不同使用环境可进行滤波参量调节。该滤波器制作方便，成本低，调节灵活，且具有较强的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种级联长周期光栅滤波器及制作方法，特别涉及一种波长及带宽可调的级联长周期光栅滤波器及制作方法，属于光纤光栅滤波器技术领域。

背景技术

光纤型滤波器是一种对输入光信号具有波长选择性反射或透射的光学滤波器件，其在光纤传感、光纤通信、光信号处理等应用领域具有广泛的应用前景和极高的应用价值。光纤型滤波器性能的好坏直接决定了光纤系统光学指标的优劣。光纤传感器的灵敏度、分辨率与测量范围受限于光纤滤波器的带宽、插入损耗、消光比等参数的影响。激光光源输出的消光比、波长与功率稳定性、线宽及斜率效率等与光纤滤波器及光信号处理的能力息息相关，如光时域微分器的微分效果以及脉冲整形的整形效果都取决于滤波器的消光比等。现有的光学滤波器以及不同的滤波系统，在生产成型后，滤波的中心波长及滤波带宽宽度也随之固定，难以更改，在应对不同情况或改进实验条件时，对滤波器的中心波长和滤波带宽会产生不同要求，往往只能通过购买或制作相应的滤波器来解决，既不方便，又提高了研究成本。长周期光纤光栅作为一种新型无源光器件，具有插入损耗低，体积紧凑且无后向反射等优点，易与光纤型光器件相连接，组成全光纤结构。全光纤结构具有结构简单、体积小巧、重量轻等优点，在实际应用中更为灵活方便，易于实现较高的转换效率和高功率输出，并具有优良的散热性能。为设计生产满足不同滤波器的中心波长和滤波带宽需求的滤波器提供了一种新思路。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种波长及带宽可调的级联长周期光栅滤波器及制作方法，解决现有技术中滤波器中滤波波长与滤波带宽无法改变的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案一是这样的。

一种波长及带宽可调的级联长周期光栅滤波器，包括结构相同的高频滤波组和低频滤波组；所述高频滤波组包括级联的一组以上高频长周期光栅组、第一支撑架和第一温控平台；所述低频滤波组包括1组以上低频长周期光栅组、第二支撑框架、第二温控平台；所述各高频长周期光栅组和各低频长周期光栅组级联，刻蚀在同一根光纤上；所述各高频长周期光栅组和各低频长周期光栅组均由紧密相连的第一至第N长周期光栅组成,N≥1；所述第一温控平台上表面设有保温隔热装置，所述第一支撑框架为不锈钢中空环状框架，环绕所述第一温控平台固定安装；所述各高频长周期光栅组固化在所述第一支撑框架内部，并与所述第一温控平台的加热平台紧密贴合；所述各高频长周期光栅组和各低频长周期光栅组中长周期光栅之间的间距均大于等于前一个长周期光栅的周期；所述低频滤波组中个长周期光栅的周期大于所述各高频滤波组中各长周期光栅的周期。

进一步，所述高频滤波组包括第一至第二高频长周期光栅组，所述第一高频长周期光栅组包括2个紧密级联的长周期光栅，所述第一高频长周期光栅组中2个长周期光栅的周期相同，间隔为1个周期；所述第二高频长周期光栅组包括2个紧密级联的长周期光栅，所述第二高频长周期光栅组中2个长周期光栅的周期相同，间隔为1个周期；所述低频滤波组包括第一至第二低频长周期光栅组，所述第一低频长周期光栅组包括2个紧密级联的长周期光栅，所述第一低频长周期光栅组中2个长周期光栅的周期相同，间隔为1个周期；所述第二高低频长周期光栅组包括2个紧密级联的长周期光栅，所述第二低频长周期光栅组中2个长周期光栅的周期相同，间隔为1个周期。