[发明专利]一种螺旋式结构型长周期光纤光栅干涉仪及其制作方法

权利要求书

1.一种螺旋式结构型长周期光纤光栅干涉仪，其特征在于：包括微纳光纤Ⅰ与微纳光纤Ⅱ；微纳光纤Ⅰ的两端分别作为外部光信号的输入端口和光信号输出端口；微纳光纤Ⅰ的中部为均匀的锥区，微纳光纤Ⅱ直径均匀一致，微纳光纤Ⅱ的中部周期性螺旋缠绕于微纳光纤Ⅰ的锥区，微纳光纤Ⅱ中部的周期性螺旋缠绕部分和微纳光纤Ⅰ的锥区满足长周期光栅的相位匹配条件，形成结构型微纳光纤长周期光栅；微纳光纤Ⅱ的两端对接耦合，使得微纳光纤Ⅱ的非缠绕部分构成微纳光纤耦合环路；

所述微纳光纤Ⅰ包括第一光纤端区(1)、第二光纤端区(5)、第一光纤锥区(2)、第二光纤锥区(4)和光纤均匀区(3)；所述第一光纤锥区(2)和所述第二光纤锥区(4)分别位于所述光纤均匀区(3)的两端，所述第一光纤端区(1)位于所述第一光纤锥区(2)的外端，所述第二光纤端区(5)位于所述第二光纤锥区(4)的外端；

所述微纳光纤Ⅱ包括第一光纤均匀区(8)、第二光纤均匀区(9)、第三光纤均匀区(6)、第四光纤均匀区(10)和第五光纤均匀区(7)；所述第三光纤均匀区(6)和所述第四光纤均匀区(10)分别位于所述第五光纤均匀区(7)的两端，所述第一光纤均匀区(8)位于所述第三光纤均匀区(6)的外端；所述第二光纤均匀区(9)位于所述第四光纤均匀区(10)的外端；

所述第五光纤均匀区(7)周期性螺旋缠绕在所述微纳光纤Ⅰ的光纤均匀区(3)上，所述第五光纤均匀区(7)和光纤均匀区(3)满足长周期光纤光栅相位匹配条件，形成结构型微纳光纤长周期光纤光栅；

所述第一光纤均匀区(8)与第二光纤均匀区(9)靠紧耦合；所述第三光纤均匀区(6)、第一光纤均匀区(8)、第二光纤均匀区(9)、第四光纤均匀区(10)、第五光纤均匀区(7)构成闭合光通路，形成微纳光纤耦合环路；

光信号在光栅区谐振耦合满足长周期光栅相位匹配条件时，相应波长处部分光能量耦合到微纳光纤Ⅱ的周期性螺旋缠绕部分，然后经过耦合环路重新输入到光栅，并进一步耦合回微纳光纤Ⅰ的锥区形成干涉。

2.根据权利要求1所述的螺旋式结构型长周期光纤光栅干涉仪，其特征在于：所述第五光纤均匀区(7)作为所述微纳光纤Ⅱ的光信号输入源，第五光纤均匀区(7)将光纤均匀区(3)中的光能量耦合至所述微纳光纤Ⅱ的回路中，光能量经由所述微纳光纤Ⅱ的第三光纤均匀区(6)、第一光纤均匀区(8)、第二光纤均匀区(9)与第四光纤均匀区(10)传递，通过所述微纳光纤Ⅱ的第五光纤均匀区(7)耦合进入所述微纳光纤Ⅰ的光纤均匀区(3)中，在光纤均匀区(3)形成干涉。

3.根据权利要求1所述的螺旋式结构型长周期光纤光栅干涉仪，其特征在于：所述微纳光纤Ⅱ第一光纤均匀区(8)与第二光纤均匀区(9)互相平行且互相接触，形成闭合光通路。

4.根据权利要求1所述的螺旋式结构型长周期光纤光栅干涉仪，其特征在于：所述微纳光纤Ⅱ中第一光纤均匀区(8)与第二光纤均匀区(9)相互缠绕成环形结结构，形成闭合光通路。

5.根据权利要求1所述的螺旋式结构型长周期光纤光栅干涉仪，其特征在于：所述微纳光纤Ⅰ为微纳石英光纤、微纳玻璃光纤或微纳聚合物光纤；所述微纳光纤Ⅱ为微纳石英光纤、微纳玻璃光纤或微纳聚合物光纤。

6.根据权利要求1-5任一项所述的螺旋式结构型长周期光纤光栅干涉仪的制作方法，其特征在于：将除去涂覆层的光纤进行熔融拉锥得到微纳光纤Ⅰ，将除去涂覆层的光纤进行熔融拉锥，再截取均匀区部分得到微纳光纤Ⅱ，将微纳光纤Ⅱ的中间部分螺旋缠绕于微纳光纤Ⅰ中间的均匀区，构成满足相位耦合条件的周期性结构，微纳光纤Ⅱ的两端对接耦合构成耦合区。