一种光纤光栅的连续生产方法技术

本发明专利技术属于光通信无源器件制造领域，涉及一种光纤光栅的连续生产方法。现有的光纤光栅制作是单根光纤刻写，需要先将单根光纤放置在光纤夹持器上后控制激光束进行光栅刻写，刻写完成后再将光纤光栅从光纤夹持器上取下，整个操作过程全部由手工操作，生产效率低下；本发明专利技术提供的一种光纤光栅的连续生产方法，是使裸光纤与相位掩模板相对做连续的间歇直线运动实现光纤光栅的连续生产；本发明专利技术使裸光纤连续水平横向移动实现光纤光栅连续生产，减少大量人工操作，使得光纤光栅的生产效率成倍提高，显著降低了光纤光栅的制作成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光通信无源器件制造领域，涉及光纤光栅（FBG）的生产制作，具体指一种光纤光栅的连续生产方法。
技术介绍
光纤光栅（FBG）是利用光纤光敏性通过紫外曝光在光纤纤芯中形成的空间相位光栅，其可以构成很多性能独特的无源器件。光纤光栅凭借自身抗电磁干扰、质轻、体积小、化学性质稳定以及电绝缘等优点，在光通信、光纤传感等领域得到了广泛的应用。1993年K.O.HiLL等人提出了相位掩模法制作光纤光栅，相位掩模法制作光纤光栅是基于相位掩模板的近场衍射所产生的空间干涉条纹在光纤纤芯中形成周期性折射率变化，从而形成光纤光栅。现有的相位掩模法生产光纤光栅时，先将原料光纤经高压载氢，再按不同需求和长度裁剪成若干的单根光纤，将需要刻写光栅位置的光纤涂覆层去除形成裸光纤。刻写时按顺序取其中一根光纤将其水平固定夹持在相位掩模板前的光纤夹持器上，使需要刻写光栅位置的裸光纤与相位掩模板相互平行并使裸光纤处于相位掩模板的近场衍射范围内，将光纤两端的尾纤与光学频谱分析仪（optical spectrum analyzer，简称OSA）相连接，然后控制激光束入射到相位掩模板上对裸光纤进行刻写，光学频谱分析仪对刻写的光栅进行实时监测。当所刻写的光栅参数满足要求时，控制激光束关闭，再将刻写完成的光纤光栅从光纤夹持器上取下来，完成一根光纤光栅的制作，然后再拿取下一根光纤，如此重复循环，实现光纤光栅的批量生产。由于在光栅刻写前后，需要人工不停的从光纤夹持器上装卡固定光纤和取下光纤，所以生产效率低下，使得光纤光栅的制造成本较高；同时人工装卡和取光纤时，需要长时间停顿使得激光器的激光束在停顿时间内的能量不能有效利用，而激光器作为光纤光栅生产的重要昂贵设备，需要经常进行维护，并且维护费用昂贵，无形中又增加了光纤光栅的制造成本。随着光通信行业的快速发展，特别是全球范围内FTTH工程的实施，使得光纤光栅的需求量日益倍增，然而昂贵的制造成本使得其很难大范围推广使用，因此制作低成本的光纤光栅已成为未来发展的趋势。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光纤光栅的连续生产方法，该方法利用相位掩模板，实现光纤光栅的连续生产，使得光纤光栅的生产效率成倍提高，降低光纤光栅的制造成本。本专利技术为实现上述目的，提供如下的解决方案：一种光纤光栅的连续生产方法，是使裸光纤与相位掩模板做相对连续的间歇直线运动实现光纤光栅的连续生产。上述一种光纤光栅的连续生产方法，是将相位掩模板固定，使裸光纤在相位掩模板的一侧做连续的间歇直线运动实现光纤光栅的连续生产。上述一种光纤光栅的连续生产方法，是将裸光纤固定，使相位掩模板在裸光纤的一侧做连续的间歇直线运动实现光纤光栅的连续生产。上述的间歇直线运动为等间歇直线运动。上述一种光纤光栅的连续生产方法，包括下述步骤：1、取一段裸光纤，将其放置在相位掩模板前侧的光纤支撑架上；2、光阑开启，激光束入射到相位掩模板上对所述的裸光纤进行刻写；3、光阑关闭，光纤支撑架上刻写完成的第一个光纤光栅向一侧移动到光纤支撑架的外侧；4、光阑开启，激光束入射到相位掩模板上再次对裸光纤进行刻写；5、光阑关闭，光纤支撑架上刻写完成的第二个光纤光栅向同一侧移动到光纤支撑架的外侧；6、重复2-5步骤，实现光纤光栅的连续生产。上述一种光纤光栅的连续生产方法，包括下述步骤： 1、取一段裸光纤，将其固定在相位掩模板前侧的光纤夹持器上；2、光阑开启，激光束入射到相位掩模板上对所述的裸光纤进行刻写；3、光阑关闭，相位掩模板向一侧移动一段距离后停止；所述的距离大于所刻写光栅的长度； 4、光阑开启，激光束入射到相位掩模板上再次对裸光纤进行刻写；5、光阑关闭，相位掩模板向同一侧移动一段距离后停止；所述的距离大于所刻写光栅的长度； 6、重复2-5步骤，实现光纤光栅的连续生产。上述的相位掩模板与裸光纤之间设置有一对平行反射镜，激光束通过平行反射镜后对裸光纤进行刻写。上述裸光纤的一端尾纤连接有光学频谱分析仪，当所述的光学频谱分析仪监测到所刻写的光栅参数达到要求时，所述的光阑关闭。上述激光束入射在相位掩模板上通过相位掩模板衍射到裸光纤上的时间相同。上述的裸光纤为原料光纤全部去除涂覆层形成或是将原料光纤连续隔段去除涂覆层形成。本专利技术与现有技术相比，其具有如下优点和效果：1、现有的光纤光栅制作是单根光纤刻写，需要先将单根光纤放置在光纤夹持器上，然后将光纤两端尾纤与光学频谱分析仪连接后控制激光束进行光栅刻写，刻写完成后再将光纤和光学频谱分析仪断开，然后将光纤光栅从光纤夹持器上取下，再重复下一根光纤，如此循环实现光纤光栅的连续加工，整个操作过程全部由人工操作，生产效率低下；本专利技术将裸光纤直接固定在相位掩模板前侧进行刻写，使裸光纤和相位掩模板相互间歇式移动实现光纤光栅的连续刻写，光纤光栅刻写完成后，将裸光纤上的光栅水平横向移动到相位掩模板外侧，同时下一个待刻写的裸光纤又会移动到相位掩模板前侧准备刻写，裸光纤和相位掩模板相对依次水平横向间歇式移动实现光纤光栅的连续生产，生产效率高。2、本专利技术的方法由于人工操作减少，生产过程实现连续刻写，使得激光器光束能量得到有效利用，而激光器作为制作光纤光栅的重要昂贵设备，维护成本高，本专利技术的方法可使激光器得到充分利用，进一步降低光纤光栅的制作成本。3、随着全球范围内光纤到户（FTTH）工程的快速实施，光纤光栅需求量日益倍增，尤其是低成本的光纤光栅在FTTH中的应用，可以推动FTTH工程的快速发展。附图说明图1是现有相位掩模板法刻写光栅原理示意图。图2是实施例1刻写光栅原理示意图。图3是实施例2刻写光栅原理示意图。图4是实施例2的连续窗口裸光纤示意图。图5是实施例3刻写光栅原理示意图。图6是实施例4刻写光栅示意图。图7是实施例5刻写光栅示意图。图中：1-激光束，2-光阑，3-相位掩模板，4-光纤夹持器，5-裸光纤，6-光学频谱分析仪，7-光纤，8-光纤夹持牵引装置，9-光纤支撑架，10-反射镜，11-平行反射镜，12-精密位移台。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。参见图1。现有的相位掩模板法生产光纤光栅时，首先将原料光纤7根据需求长度裁剪后进行高压载氢处理，再将载氢后的光纤7需要刻写光栅的光纤段进行剥皮处理，即去掉将要刻写光栅的光纤段的涂覆层，光纤7去除涂覆层后的部分形成裸光纤。刻写前，开启激光器，打开相位掩模板3前侧的光纤夹持器4，人工操作将单根光纤7固定夹持在的光纤夹持器4上，并调节光纤7上的裸光纤5位于相位掩模板可以刻写光栅的位置范围（激光束经相位掩模板衍射后的干涉条纹）内，将光纤7两端的尾纤与光学频谱分析仪（OSA）6连接。控制光阑2打开（光阑开启和打开控制激光器发出的激光束的开启和停止），使激光束1从相位掩模板3后侧垂直入射形成衍射对相位掩模板前侧的裸光纤5进行刻写，光学频谱分析仪6对光栅的透射谱参数进行实时监控，当刻写完成后，控制光阑2使激光束1关闭，然后断开光纤7两端的尾纤与光学频谱分析仪6的连接，打开光纤夹持器4，再将刻写好的光纤光栅从光纤夹持器4上取下（沿图1的A向方向取下），完成一根光纤光栅的制作，如此循环实现光纤光栅的连续单根制作。此种方法，虽可以实现批量生产，但其整个制作过程，需要人工连续重复的装卡和取下光纤，生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤光栅的连续生产方法，是使裸光纤与相位掩模板做相对连续的间歇直线运动。

【技术特征摘要】
1.一种光纤光栅的连续生产方法，是使裸光纤与相位掩模板做相对连续的间歇直线运动。2.根据权利要求1所述的一种光纤光栅的连续生产方法，其特征在于：是将相位掩模板固定，使裸光纤在相位掩模板的一侧做连续的间歇直线运动实现光纤光栅的连续生产。3.根据权利要求1所述的一种光纤光栅的连续生产方法，其特征在于：是将裸光纤固定，使相位掩模板在裸光纤的一侧做连续的间歇直线运动实现光纤光栅的连续生产。4.根据权利要求1或2或3所述的一种光纤光栅的连续生产方法，其特征在于：所述的间歇直线运动为等间歇直线运动。5.根据权利要求4所述的一种光纤光栅的连续生产方法，其特征在于：包括下述步骤：步骤（1）：取一段裸光纤，将其固定在相位掩模板前侧的光纤支撑架上；步骤（2）：光阑开启，激光束入射到相位掩模板上对所述裸光纤进行刻写；步骤（3）：光阑关闭，光纤支撑架上刻写完成的第一个光纤光栅向一侧移动到光纤支撑架的外侧；步骤（4）：光阑开启，激光束入射到相位掩模板上再次对裸光纤进行刻写；步骤（5）：光阑关闭，光纤支撑架上刻写完成的第二个光纤光栅向同一侧移动到光纤支撑架的外侧；步骤（6）：重复步骤（2）-步骤（5），实现光纤光栅的连续生产。6.根据权利要求4所述的一种光纤光栅的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李忠志，王彬，杨立锋，
申请(专利权)人：西安盛佳光电有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61