[发明专利]一种线性可移动光纤光栅连续刻写系统和方法

说明书

本发明属于光纤光栅技术领域，公开了一种线性可移动光纤光栅连续刻写系统和方法，包括紫外激光器、光学导轨、第一线性位移平台、宽带光源、光敏光纤、环形器、光谱仪、计算机以及第二线性位移平台；在所述光学导轨上依次布置有反射镜、第一光阑、第二光阑、扩束器、柱透镜及相位掩模板；所述第二线性位移平台依次设置有第一光纤夹具和第二光纤夹具，所述第一光纤夹具和第二光纤夹具用于夹持固定光敏光纤。本发明的有益效果为：将线性移动平台与光纤光栅刻写结合，能够在同一根光纤上连续刻写无焊点串接的光纤光栅阵列。

技术领域

本发明属于光纤光栅技术领域，具体涉及一种线性可移动光纤光栅连续刻写系统和方法。

背景技术

光纤布拉格光栅是一种广泛应用于光纤通信和光纤传感领域的关键器件。

自1978年加拿大通信研究中心的Hill等人刻写出第一根光纤光栅以来，光纤光栅在光通信、光传感、激光器等领域取得了广泛的应用，具有极大的应用价值，是实现纵模、偏振、横模等模式选择、环境感知、滤波、色散管理等多项功能的核心元器件。特别是随着近年光纤激光器的兴起，光纤光栅作为实现全光纤激光器不可或缺的关键元件，也具有了极大的市场需求。

经过多年的发展，研究人员开发了多种光纤光栅刻写方法，从使用光源来看，其激光主要有193nm、248nm中紫外准分子激光，308nm、334nm近紫外激光，400nm、800nm飞秒激光以及488nm的氩离子激光和10.6μm的CO2激光；从刻写技术来看主要有内部写入、全息干涉、分波前干涉、静态/扫描相位掩模、在线成栅、直接写入等。

中科院上海光机所（以下简称“光机所”）和南京聚科光电科技有限公司（以下简称“聚科光电”）从20世纪末开始就对光纤光栅展开了研究，包括刻写技术、光栅种类、特性及应用等几乎涉及光纤光栅的各个方面。聚科光电基于光机所在该领域近20年的技术积累，开发了具有良好移植性、可靠性、刻写性能的光纤光栅刻写平台。

但目前绝大部分的光纤光栅刻写平台搭建的光路刻写时只能进行单次的刻写，不能进行自动多段连续刻写。

发明内容

针对光纤光栅刻写平台搭建的光路刻写时只能进行单次刻写的问题，本发明提出了一种线性可移动光纤光栅连续刻写系统和方法，将线性移动平台与光纤光栅刻写结合，能够在同一根光纤上连续刻写无焊点串接的光纤光栅阵列。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种线性可移动光纤光栅连续刻写系统，包括紫外激光器（1）、光学导轨（2）、第一线性位移平台（3）、宽带光源（10）、光敏光纤（13）、环形器（14）、光谱仪（15）、计算机（17）以及第二线性位移平台（16）；在所述光学导轨上依次布置有反射镜（4）、第一光阑（5）、第二光阑（6）、扩束器（7）、柱透镜（8）及相位掩模板（9）；所述第二线性位移平台（16）依次设置有第一光纤夹具（11）和第二光纤夹具（12），所述第一光纤夹具（11）和第二光纤夹具（12）用于夹持固定光敏光纤（13）；

所述光学导轨（2）设置于第一线性移动平台（3）上，所述第一线性移动平台（3）和第二线性移动平台（16）分别与计算机（17）连接，所述计算机（17）用于控制光学导轨（2）、第一光纤夹具（11）以及第二光纤夹具（12）的移动速度和移动方式；

所述反射镜（4）、第一光阑（5）、第二光阑（6）、扩束器（7）、柱透镜（8）及相位掩模板（9）能够跟随光学导轨（2）在第一线性移动平台（3）上按计算机（17）设定的速度和方式同步移动；

所述反射镜（4）用于改变紫外激光的轨迹，并确保由紫外激光器（1）发出的紫外激光束位于第一光阑（5）、第二光阑（6）、扩束器（7）、柱透镜（8）及相位掩模板（9）的中心线；

所述环形器（14）与宽带光源（10）、光谱仪（15）以及光敏光纤（13）分别连接，并用于改变反射光信号的方向，便于光谱仪（15）的信号采集。