【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光栅退火，更具体地，涉及一种拉曼光栅变温退火装置与退火方法。
技术介绍
1、在高功率光纤激光器领域，由于激光器输出功率的提高，光纤纤芯中极高的功率密度会使光纤纤芯受激产生拉曼散射效应，进而影响激光器功率的提升和激光的光束质量。为抑制拉曼散射效应，常使用紫外刻写法制作拉曼光栅，此种方法需对光纤进行载氢等敏化处理。
2、完成载氢刻写后的拉曼光栅，由于存在残余氢分子，导致光栅光学特性不稳定，常使用恒定高温退火的方式除去未完全反应的氢分子，另外退火还可消除光栅上的内应力，可改善光栅的机械性能和提高光栅的使用寿命，对于一些高功率光纤光栅，譬如布拉格光栅，都需要进行退火处理，如果不退火处理，则工作时温升高，易发热。
3、传统的退火工艺将光纤光栅放入一密闭炉内进行恒定高温退火，工艺时间较长，要等到炉冷到合适温度后才能开炉取出光纤，工作效率较低；此外，也有采用外部热辐射等进行退火，如电阻丝、火焰等，但是存在安全隐患，容易烫伤工作人员，而且易存在过度退火而使得拉曼光栅的材料脆化，从而降低拉曼光栅的机械性能和质量。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种拉曼光栅变温退火装置与退火方法，其加热块上的加热分部的温度是变化的，并且退火地由低到高变化，使得加热块与保温板之间的空间的温度也是分区调控和变化，通过由低到高的温度梯次变化实现对拉曼光栅的退火热处理，不损害拉曼光栅的包层的性能。
2、为实现上述目的，按照本专利技术的一个
3、所述光纤夹具滑动安装在所述底座上，以用于夹持光纤并带着光纤移动，其中，所述光纤夹具夹持的光纤上的拉曼光栅从所述光纤夹具上露出；
4、所述加热单元包括固定连接在一起的保温板以及加热块，所述保温板位于所述加热块的上方，以维持保温板与加热块之间的空间的温度，所述保温板与所述加热块之间的空间作为拉曼光栅的移动通道，以在光纤夹具带着光纤移动时，加热块对移动通道内的拉曼光栅进行加热退火，移动通道的出入口设在所述加热单元的一端，以便拉曼光栅进入和退出加热单元；
5、所述加热块具有多个并排设置的加热分部，并且沿着远离移动通道的出入口的方向，这些加热分部的温度逐渐升高，从而在所述移动通道内形成温度从低到高依次排列的多个温区。
6、优选地，靠近移动通道的出入口的一些所述加热分部均具有鳍形沟槽。
7、优选地，温度小于t1的所有加热分部所在的区域为低温区域，温度大于t1而小于t2的所有加热分部所在的区域为中温区域，温度大于t2的所有加热分部所在的区域为高温区域，其中t1＜t2；t1和t2为设定的阈值。
8、低温区域的每个加热分部上的鳍形沟槽的分布密度均大于中温区域的每个加热分部上的鳍形沟槽的分布密度；
9、低温区域的每个加热分部上的鳍形沟槽的槽宽均小于中温区域的每个加热分部上的鳍形沟槽的槽宽；
10、高温区域的每个加热分部上均不设置鳍形沟槽。
11、优选地，任意相邻的两个所述加热分部之间均设置有间隔槽，以减少热量在相邻两个加热分部之间的传递。
12、优选地，每个所述加热分部分别连接有热电偶。
13、优选地，每个所述加热分部分别通过加热棒来加热；
14、热电偶将采集到的加热分部的温度发送给plc的温度变送器模块，plc基于pid控制来调整加热棒的加热通断时间以及加热分部的温度。
15、优选地，还包括电动位移台，所述电动位移台连接所述光纤夹具。
16、优选地，所述光纤夹具包括光纤支撑架和光纤夹持装置，所述光纤支撑架滑动安装在所述底座上，所述光纤夹持装置固定安装在所述光纤支撑架，以用于夹持光纤。
17、优选地，所述光纤夹持装置为两个，以用于夹持光纤的两端，所述加热单元位于两个所述光纤夹持装置之间。
18、按照本专利技术的另一个方面，还提供了所述的一种拉曼光栅变温退火方法，其特征在于，包括以下步骤：
19、1)将光纤固定在光纤夹具上，并使光纤上的拉曼光栅从所述光纤夹具上露出；
20、2)光纤夹具移动，让拉曼光栅从移动通道的出入口进入移动通道；
21、3)拉曼光栅朝着远离移动通道的出入口的方向间歇性移动或连续移动，直至移动到温度最高的加热分部的上方，其中，拉曼光栅在每个加热分部的上方分别有相应的退火处理时间；
22、4)光纤夹具带着拉曼光栅朝靠近移动通道的出入口的方向移动，最终让拉曼光栅从移动通道的出入口退出加热单元，从而完成拉曼光栅的退火；
23、5)从光纤夹具上取下光纤。
24、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
25、1、本专利技术的一种拉曼光栅变温退火装置，移动通道的出入口设置在加热单元的一端，拉曼光栅可以从这一端进出加热单元，因此可以在光纤和拉曼光栅完全退出加热单元的移动通道后，光纤夹具与加热单元有一定距离后，再将光纤从光纤夹具上取下来，而且靠近移动通道的出入口的加热分部的温度为所有加热分部中温度最低的，因此取下光纤时不用担心会被高温的加热分部烫伤，整个退火装置的安全性能较高。
26、2、本专利技术的一种拉曼光栅变温退火装置，能够实现在同一加热块上方的空间有不同温区的排列，且温度成阶梯变化；拉曼光栅在移动通道内的梯度变化的温度区间中进行退火热处理，使得拉曼光栅可从低温到高温逐渐适应性地进行退火，光学特性更加稳定，相比于常规的恒定高温的电阻丝或火焰的退火方式，这种温度梯度变化的退火方式更符合光纤光敏特性，光栅成品率更高。
27、3、本专利技术的一种拉曼光栅变温退火装置，加热块分成多个加热分部的结构，可实现50℃-500℃的温度区间，并可实现每个加热分部上温度一致，同时在移动通道内的温度呈梯形变化。
28、4、本专利技术的一种拉曼光栅变温退火装置，随着光纤的进入退火装置和退出退火装置的运动，升温过程和降温过程的温度变化剧烈程度基本一致，退火效果较好，退火后光纤保持良好的机械性能，光栅具备较低的温升系数。
29、5、本专利技术的一种拉曼光栅变温退火方法，采用变温退火方法，拉曼光栅从低温区域逐步向高温区域移动，并在每个区域有相应的工艺停留时间，从而可进行充分的退火。
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1.一种拉曼光栅变温退火装置，其特征在于，包括底座、光纤夹具和加热单元，其中：
2.根据权利要求1所述的一种拉曼光栅变温退火装置，其特征在于，靠近移动通道的出入口的一些所述加热分部均具有鳍形沟槽。
3.根据权利要求2所述的一种拉曼光栅变温退火装置，其特征在于，温度小于T1的所有加热分部所在的区域为低温区域，温度大于T1而小于T2的所有加热分部所在的区域为中温区域，温度大于T2的所有加热分部所在的区域为高温区域，其中T1＜T2；T1和T2为设定的阈值。
4.根据权利要求1所述的一种拉曼光栅变温退火装置，其特征在于，任意相邻的两个所述加热分部之间均设置有间隔槽，以减少热量在相邻两个加热分部之间的传递。
5.根据权利要求1所述的一种拉曼光栅变温退火装置，其特征在于，每个所述加热分部分别连接有热电偶。
6.根据权利要求5所述的一种拉曼光栅变温退火装置，其特征在于，每个所述加热分部分别通过加热棒来加热；
7.根据权利要求1所述的一种拉曼光栅变温退火装置，其特征在于，还包括电动位移台，所述电动位移台连接所述光纤夹具。p>
8.根据权利要求1所述的一种拉曼光栅变温退火装置，其特征在于，所述光纤夹具包括光纤支撑架和光纤夹持装置，所述光纤支撑架滑动安装在所述底座上，所述光纤夹持装置固定安装在所述光纤支撑架，以用于夹持光纤。
9.根据权利要求8所述的一种拉曼光栅变温退火装置，其特征在于，所述光纤夹持装置为两个，以用于夹持光纤的两端，所述加热单元位于两个所述光纤夹持装置之间。
10.根据权利要求1～9中任一权利要求所述的一种拉曼光栅变温退火方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种拉曼光栅变温退火装置，其特征在于，包括底座、光纤夹具和加热单元，其中：
2.根据权利要求1所述的一种拉曼光栅变温退火装置，其特征在于，靠近移动通道的出入口的一些所述加热分部均具有鳍形沟槽。
3.根据权利要求2所述的一种拉曼光栅变温退火装置，其特征在于，温度小于t1的所有加热分部所在的区域为低温区域，温度大于t1而小于t2的所有加热分部所在的区域为中温区域，温度大于t2的所有加热分部所在的区域为高温区域，其中t1＜t2；t1和t2为设定的阈值。
4.根据权利要求1所述的一种拉曼光栅变温退火装置，其特征在于，任意相邻的两个所述加热分部之间均设置有间隔槽，以减少热量在相邻两个加热分部之间的传递。
5.根据权利要求1所述的一种拉曼光栅变温退火装置，其特征在于，每个所述加热分部分别连...
【专利技术属性】
技术研发人员：李喆，黄晶，邓旭，胡爱玲，李立彤，
申请(专利权)人：长飞武汉光系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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