[发明专利]基于飞秒激光直写系统的相移光纤布拉格光栅制备方法

说明书

本发明公开了一种基于飞秒激光直写系统的相移光纤布拉格光栅制备方法，飞秒激光直写系统包括：三维运动台、旋转夹具、处理器、飞秒激光器和显微物镜，其中，制备方法包括以下步骤：旋转夹具根据预设扭转率对待加工光纤进行扭转；三维运动台根据运动数据带动待加工光纤进行运动；飞秒激光器产生飞秒脉冲激光并根据快门数据控制激光出射，并将激光通过显微物镜聚焦至待加工光纤上，配合光纤移动以刻写布拉格光栅；刻写后光纤从旋转夹具中释放，以使得布拉格光栅发生偏折，形成相移光纤布拉格光栅；能够对相移光纤布拉格光栅进行一步制备，无需准备成品光纤布拉格光栅；并且，工艺简单，提高相移光纤布拉格光栅的制备效率和制作过程的灵活性。

技术领域

本发明涉及光纤加工技术领域，特别涉及一种基于飞秒激光直写系统的相移光纤布拉格光栅制备方法。

背景技术

相关技术中，在制备相移光纤布拉格光栅时，多利用特殊的相移相位掩膜板经紫外激光曝光直接写入，或者，在刻写中使用具有纳米精度的压电换能器移动相位掩膜板或者光纤精确控制位移量；或者，对均匀周期的光纤布拉格光栅进行后处理，以生成相移光纤布拉格光栅。然而，利用紫外激光曝光的方法对光纤的光敏性有特殊要求，只适用于具有紫外光敏性或经过增敏处理的掺锗石英光纤；利用特殊的相移相位掩膜板经紫外激光曝光直接写入的方式需要大量的掩膜版来制备不同谐振波长的光栅，灵活性差且成本极高；采用后处理制备相移光纤布拉格光栅的方法多为两步加工制备方法，其制备过程中需要提供成品光纤布拉格光栅且需要对光栅区域和待加工位置准确定位以保证相移区域位于栅区中部，工艺复杂、效率低下且制备成本较高。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种基于飞秒激光直写系统的相移光纤布拉格光栅制备方法，能够对相移光纤布拉格光栅进行一步制备，无需准备成品光纤布拉格光栅，对待加工光纤的光敏性没有要求，无需增敏处理，适用于各种材料光纤；并且，工艺简单，提高相移光纤布拉格光栅的制备效率；同时，提高制作过程的灵活性。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种基于飞秒激光直写系统的相移光纤布拉格光栅制备方法，所述飞秒激光直写系统包括：三维运动台、旋转夹具、处理器、飞秒激光器和显微物镜，所述三维运动台、所述旋转夹具和所述飞秒激光器分别与所述处理器连接，其中，所述制备方法包括以下步骤：通过所述旋转夹具对待加工光纤进行夹持，以便所述旋转夹具根据预设扭转率对待加工光纤进行扭转；通过所述处理器生成所述三维运动台的运动数据和所述飞秒激光器的快门控制数据，并将所述运动数据发送给所述三维运动台，以及将所述快门控制数据发送给所述飞秒激光器；所述三维运动台根据所述运动数据进行运动，以带动通过旋转夹具固定于其上的待加工光纤进行运动；所述飞秒激光器根据所述快门控制数据控制激光出射，并将出射的激光通过所述显微物镜聚焦至待加工光纤上，以生成布拉格光栅；对所述待加工光纤从所述旋转夹具中释放，以使得所述布拉格光栅发生偏折，形成相移光纤布拉格光栅。