锥形耦合长周期光纤光栅及其制作方法技术

一种锥形耦合长周期光纤光栅及其制作方法，适用于光纤通信、传感、微波光子等领域。该方法是将光纤（７）的一端固定在移动装置（１）上，另一端经定滑轮（５）固定在重物（６）上，光纤支撑在左光纤夹持Ｖ型槽（２１）和右光纤夹持Ｖ型槽（２２）中，重物使光纤处于拉直状态后，夹持在左右两个光纤夹持Ｖ型槽中；剥除光纤夹持Ｖ型槽间光纤的涂覆层；利用上下加热装置（３１）和（３２）对涂覆层剥除部位加热至熔融温度；使移动平台（４）带动左光纤夹持Ｖ型槽对光纤拉锥，完成后，移动装置使光纤移动一个周期；重复拉锥步骤，实现多次拉锥制作出锥形耦合长周期光纤光栅。锥形耦合长周期光纤光栅是由周期性的锥形耦合区域组成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，适用于光纤通信、光纤传感、交通信息工程及控制技术、微波光子(RoF: Radio over Fiber)、光纤激光器 等领域。
技术介绍
光纤布拉格光栅的周期为纳米量级，广泛应用于光纤通信、光纤传感、交通 信息工程及控制技术、微波光子(RoF: Radio over Fiber)、光纤激光器等领域中。 如果光栅的周期达到数十微米以上，称之为长周期光纤光栅。长周期光栅将光 纤中传输的某频率段的光耦合到包层损耗掉，而不是像光纤布拉格光栅把光反 射回去，因而长周期光栅可以用作EDFA的增益平坦器件、波长选择性耦合器 和上/下话路器。由于长周期光栅周期大，应力和温度的改变将引起光栅的应变， 耦合到包层中的波长发生较大的变化。因此长周期光栅也可以用于光纤应力、 温度和气体等传感，利用长周期光栅的非线性可以构造全光信号处理逻辑门； 利用长周期光栅在传输带宽内的色散，可以对通信线路进行透过式色散补偿。 长周期光栅的广泛应用推动了长周期光栅写入技术的发展。长周期光栅的周期 比光纤布拉格光栅的大很多， 一般在百微米以上，因而长周期光栅的写入要比 布拉格光栅容易，最早采用的是强度掩模法，现在又发展了如C02激光和电弧加 热微弯法、微透镜阵列法、离子刻腐法，以及机械压痕法等。已有的强度掩模法、C02激光微透镜阵列法，这些方法是对光纤的折射率作 用，形成周期性的改变；或者电弧加热微弯法、机械压痕法，通过微弯模式耦 合实现的，微弯难以控制和保持；离子刻蚀法，刻蚀的成本很高，并且只能刻蚀掉包层，也不能同比例的刻蚀包层和纤芯。这些制作长周期光纤光栅的方法， 光纤的几何尺寸或者纤芯的几何尺寸没有变化，没有办法提高从结构上增强长 周期光纤光栅对外界环境的感知能力；另外，要得到较强的耦合效果，需要较 长的耦合区域，使得长周期光纤光栅的纵向尺度比较大，不利于应用。由于上述长周期光纤光栅应用和制作的不足，把专利技术提出了一种锥形耦合长 周期光纤光栅及其制作方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有的长周期光纤光栅成本高、对外界环 境的感知能力低、耦合效果低的不足，拓展长周期光纤光栅的种类，提供一种 。本专利技术的技术方案一种锥形耦合长周期光纤光栅制作方法，该制作方法的具体步骤-步骤l，光纤的一端固定在移动装置上，另一端经定滑轮固定在重物上； 左光纤夹持V型槽或/和右光纤夹持V型槽固定在移动平台上； 光纤支撑在移动装置和定滑轮之间的左光纤夹持V型槽和右光纤夹持V型槽中，剥除左光纤夹持V型槽和右光纤夹持V型槽之间的光纤的涂覆层；在重物的作用下，光纤保持平直后，将光纤夹持在左右两个光纤夹持V型槽中；步骤2，将上加热装置和下加热装置置于光纤涂覆层被剥除部位的最左端或 最右端；步骤3，启动上加热装置和下加热装置对光纤加热至熔融温度； 步骤4，使移动平台带动左光纤夹持V型槽或右光纤夹持V型槽对光纤拉锥， 拉锥完成后，使用移动装置把光纤向右或向左移动长周期光纤光栅的一个周期，完成第一次拉过程；重复3 3000次拉锥过程，制作出周期性的锥形耦合长周期 光纤光栅。锥形耦合长周期光纤光栅是由周期性的锥形耦合组成的。步骤4中对光纤拉锥，拉锥完成后，或使用上加热装置和下加热装置向左 或向右移动锥形耦合长周期光纤光栅的一个周期，完成第一次拉过程；重复 3 3000次拉锥过程，制作出周期性的锥形耦合长周期光纤光栅。本专利技术的有益效果拉锥是逐点实施的，可以方便控制制作的锥形耦合长 周期光纤光栅；拉锥区域包层、纤芯同比例减少，模式耦合更强烈，较短的耦 合区域可以实现更强的耦合效率；拉锥后，光纤芯径变细，对外界的参数变化 更加敏感，用于传感系统具有更好的特性。对制作锥形耦合长周期光纤光栅的 光纤没有光敏性要求，使各种规格和材料的光纤都可以制作出锥形耦合长周期 光纤光栅。附图说明图1移动平台处于左侧的示意图。 图2移动平台处于右侧的示意图。 图3具有双侧移动平台的示意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。 实施例一本实施例结合图l进一步说明； 一种锥形耦合长周期光纤光栅制作方法的步骤步骤1，普通单模光纤7的一端固定在移动装置1上，另一端经定滑轮5固定在重物6上；左光纤夹持V型槽21固定在移动平台4上；普通单模光纤7支撑在移动装置1和定滑轮5之间的左光纤夹持V型槽21 和右光纤夹持V型槽22中，剥除左右光纤夹持V型槽之间的普通单模光纤7 涂覆层，长度为30mm;重物6为3克，在重物6的作用下，普通单模光纤7 保持平直后，再将普通单模光纤7夹持在左右光纤夹持V型槽中；步骤2，将电弧加热装置31和电弧加热装置32置于普通单模光纤7涂覆层 被剥除部位的最左端；步骤3，启动电弧加热装置31和电弧加热装置32对普通单模光纤7加热至 熔融温度；步骤4，移动平台4移动O.lmm，带动光纤夹持V型槽21对普通单模光纤7 拉锥，拉锥完成后，使用移动装置1把普通单模光纤向左移动锥形耦合长周期 光纤光栅一个周期0.5mm，完成第一个拉锥步骤。重复5次拉锥过程，制作出 一个周期为0.5mm的5次锥形变化的锥形耦合长周期光纤光栅。 实施例二本实施例结合图l进一步说明 一种锥形耦合长周期光纤光栅制作方法的步骤步骤1，有源光纤7的一端固定在移动装置1上，另一端经定滑轮5固定在 重物6上；左光纤夹持V型槽21固定在移动平台4上；有源光纤7支撑在移动装置1和定滑轮5之间的光纤夹持V型槽21和光纤 夹持V型槽22上，并将其间的有源光纤7涂覆层剥除，长度为100mm;重物6 为5克，在重物6的作用下，有源光纤7保持平直；将有源光纤7夹持在左右光纤夹持V型槽中；步骤2，将激光加热装置31和激光加热装置32置于涂覆层剥除部位的最左端；步骤3，启动激光加热装置31和激光加热装置32对普通有源光纤7加热至 熔融温度；步骤4，移动平台4移动0.08mm，带动光纤夹持V型槽21对有源光纤7拉 锥，拉锥完成后，使用移动装置1把有源光纤向左移动锥形耦合长周期光纤光 栅一个周期0.5mm，完成第一个拉锥步骤。重复5次拉锥过程，每次拉锥后， 移动装置1把有源光纤向左移动的距离增加O.Olmm，制作出一个初始周期为 0.5mm的变周期5次锥形变化的锥形耦合长周期光纤光栅。实施例三本实施例结合图2进一步说明； 一种锥形耦合长周期光纤光栅制作方法的步骤步骤1，光子晶体光纤7的一端固定在移动装置1上，另一端经定滑轮5固 定在重物6上;光子晶体光纤7支撑在移动装置1和定滑轮5之间的光纤夹持V 型槽21和光纤夹持V型槽22上，并将其间的光子晶体光纤7涂覆层剥除，长 度为500mm;重物6为8克，在重物6的作用下，光子晶体光纤7保持平直； 将光子晶体光纤7夹持在两个光纤夹持V型槽之间； 右光纤夹持V型槽22固定在移动平台4上；步骤2，将氢氧焰加热装置31和氢氧焰加热装置32置于涂覆层剥除部位的 最右端；步骤3，启动氢氧焰加热装置31和氢氧焰加热装置32对光子晶体光纤7加 热至熔融温度；步骤4，移动平台4移动0.05mm，带动光纤夹持V型槽21对光子晶体光纤 7拉锥，拉锥完成后，使用氢氧焰加热装置31和氢氧焰加热装置32向左移动锥 形耦合长周期光纤光栅一个周期lmm，完成第一个拉锥步骤。重复100次拉锥 过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锥形耦合长周期光纤光栅制作方法，其特征在于，该制作方法的具体步骤：　步骤１，光纤（７）的一端固定在移动装置（１）上，另一端经定滑轮（５）固定在重物（６）上；　左光纤夹持Ｖ型槽（２１）或右光纤夹持Ｖ型槽（２２）固定在移动平台（４）；　光纤（７）支撑在移动装置（１）和定滑轮（５）之间的左光纤夹持Ｖ型槽（２１）和右光纤夹持Ｖ型槽（２２）中，剥除左光纤夹持Ｖ型槽（２１）和右光纤夹持Ｖ型槽（２２）之间的光纤（７）的涂覆层；　在重物（６）的作用下，光纤（７）保持平直后，将光纤（７）夹持在左右两个光纤夹持Ｖ型槽中；　步骤２，将上加热装置（３１）和下加热装置（３２）置于光纤（７）涂覆层被剥除部位的最左端或最右端；　步骤３，启动上加热装置（３１）和下加热装置（３２）对光纤（７）加热至熔融温度；　步骤４，使移动平台（４）带动左光纤夹持Ｖ型槽（２１）或右光纤夹持Ｖ型槽（２２），对光纤（７）拉锥，拉锥完成后，使用移动装置（１）把光纤向右或向左移动锥形耦合长周期光纤光栅的一个周期，完成第一次拉过程；重复３～３０００次拉锥过程，制作出周期性的锥形耦合长周期光纤光栅。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宁提纲，裴丽，朱翀宇，戴毅，李晶，胡旭东，王春灿，张帆，郑晶晶，冯素春，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：11[]