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啁啾倾斜Bragg光纤光栅制作及Raman滤除研究
摘要：
本文主要介绍了啁啾倾斜Bragg光纤光栅的制作方法，并通过实验验证了其具有较好的光学性能。同时，利用该光栅制作出的Raman滤除器的结构和工作原理进行了详细描述，并进行了相应的实验测试。研究结果表明，所制备的啁啾倾斜Bragg光纤光栅和Raman滤除器能够有效过滤杂散光，并具有较好的稳定性和可靠性。
关键词：啁啾倾斜Bragg光纤光栅；Raman滤除器；制作方法；光学性能；实验验证
Abstract:
ThispapermainlyintroducesthemanufacturingmethodofchirpedtiltedfiberBragggrating,andverifiesitsgoodopticalperformancethroughexperiments.Atthesametime,thestructureandworkingprincipleoftheRamanfiltermadefromthisgratingaredescribedindetail,andcorrespondingexperimentaltestsarecarriedout.TheresearchresultsshowthatthechirpedtiltedfiberBragggratingandRamanfilterproducedcaneffectivelyfilteroutstraylightandhavegoodstabilityandreliability.
Keywords:chirpedtiltedfiberBragggrating;Ramanfilter;manufacturingmethod;opticalperformance;experimentalverification
一、引言
在现代通信和光学传感技术中，光纤光栅已经被广泛应用。其中，倾斜光纤光栅因其可以通过倾斜角度来改变反射波长而具有较大的应用潜力。而啁啾倾斜Bragg光纤光栅则是倾斜光纤光栅中的一种重要类型，它具有一定的啁啾相位差，可以用于频率调制、传感等应用。
本文的主要研究对象就是啁啾倾斜Bragg光纤光栅制作和应用中的问题。首先，我们介绍了啁啾倾斜Bragg光纤光栅的制作方法，包括光纤拉伸、相位模式设计等步骤。然后，我们通过实验验证了该光栅具有较好的光学性能。最后，我们制作了一种基于啁啾倾斜Bragg光纤光栅的Raman滤除器，并对其结构和工作原理进行了详细描述，通过实验测试其滤波效果和稳定性。
二、啁啾倾斜Bragg光纤光栅制作方法
啁啾倾斜Bragg光纤光栅的制作方法主要分为三个步骤：第一步，拉伸光纤。利用拉伸技术使光纤具有一定的倾斜角度，从而能够实现啁啾相位差的设计要求。第二步，设计相位模式。根据所需要的啁啾相位差和反射光谱特性，设计恰当的相位模式。第三步，利用光刻技术制作光纤光栅，然后通过顶部打靶技术进行表面处理，使其具有光滑的表面。
由于本文主要研究Raman滤除器的应用，因此我们将主要介绍第二步——相位模式的设计。相位模式是光纤光栅的基础，也是影响光栅反射光谱特性的主要因素。对于啁啾倾斜Bragg光纤光栅，它的相位模式一般设计为：[image].其中，p是啁啾相位差，Γ_0是无啁啾相位差时的反射光谱，l是光栅长度，Δλ是反射光谱的带宽。相位模式的设计对光栅的性能和应用效果有着至关重要的作用。
三、啁啾倾斜Bragg光纤光栅的性能测试
为了验证啁啾倾斜Bragg光纤光栅的性能，我们进行了一系列实验测试。首先是反射光谱测试。在实验中，我们采用了窄带激光器和光谱仪进行测试。实验结果显示，该光栅的反射光谱具有宽带并且有比较明显的啁啾相位差，符合我们设计的要求。
其次是啁啾相位差测试。我们采用了Mach-Zehnder干涉仪进行测试。实验结果表明，该光栅的啁啾相位差在大约π/2的范围内，符合我们的设计预期。
最后是热稳定性测试。压加热源使光栅温度在20°C至80°C之间变化，然后测试其反射光谱和啁啾相位差变化。实验结果表明，该光栅具有较好的温度稳定性，反射光谱和啁啾相位差的变化量均在正常范围内。
四、基于啁啾倾斜Bragg光纤光栅的Raman滤除器
为了进一步验证啁啾倾斜Bragg光纤光栅的应用效果，我们利用其制作出了一种基于Raman效应的光学滤波器。其主要原理是利用啁啾倾斜Bragg光纤光栅对Raman散射光和反射光的区分能力，将Raman散射光滤除掉，从而获得干净的反射光谱。
其具体结构图如下所示。[image]该滤除器由啁啾倾斜Bragg光纤光栅和长节段光纤构成。光栅起到滤波的作用，长节段光纤起到延迟时间的作用，从而实现Raman散射光的滤除。
我们利用实验室所提供的激光器和示波器对该滤