基于飞秒激光刻写技术的可调谐光纤布拉格光栅的制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115248473A(43)申请公布日2022.10.28(21)申请号202210014759.X(22)申请日2022.01.07(71)申请人聊城大学地址252000山东省聊城市东昌府区湖南路1号(72)发明人姚一村孙杨张丽强牛慧娟陈南光(74)专利代理机构青岛致嘉知识产权代理事务所(普通合伙)37236专利代理师李浩成(51)Int.Cl.G02B6/02(2006.01)G03F7/20(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称基于飞秒激光刻写技术的可调谐光纤布拉格光栅的制备方法(57)摘要本发明公开了基于飞秒激光刻写技术的可调谐光纤布拉格光栅的制备方法，包括步骤如下：采用飞秒激光刻写技术，在无芯光纤中刻写波导，所述波导两端的部分与无芯光纤中轴线重合，以用于与商用单模光纤进行对接；同时，所述波导中至少具有一段倾斜于无芯光纤中轴线的部分，且在该倾斜的部分波导区域刻写布拉格光栅。该方法可以同时对光纤布拉格光栅的中心波长和带宽进行调节，且无需拉锥或刻蚀工艺，可以很好保留原始光纤的机械强度。CN115248473ACN115248473A权利要求书1/1页1.基于飞秒激光刻写技术的可调谐光纤布拉格光栅的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：采用飞秒激光刻写技术，在无芯光纤中刻写波导，所述波导两端的部分与无芯光纤中轴线重合，以用于与商用单模光纤进行对接；同时，所述波导中至少具有一段倾斜于无芯光纤中轴线的部分，且在该倾斜的部分波导区域刻写布拉格光栅。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述波导的整体为S型弯曲波导。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述布拉格光栅为啁啾布拉格光栅，即周期渐变的布拉格光栅。4.如权利要求1‑3任一所述的制备方法获得的可调谐光纤布拉格光栅在制备光纤激光器方面的应用。5.如权利要求1‑3任一所述的制备方法获得的可调谐光纤布拉格光栅在制备光纤传感器方面的应用。6.如权利要求1‑3任一所述的制备方法获得的可调谐光纤布拉格光栅在光纤通讯方面的应用。2CN115248473A说明书1/4页基于飞秒激光刻写技术的可调谐光纤布拉格光栅的制备方法技术领域[0001]本本发明属于光纤通讯领域，特别涉及到一种可调谐光纤布拉格光栅（FBG）的制备方法。背景技术[0002]光纤布拉格光栅是光纤通讯及光纤传感领域常用的一种滤波器结构，其光谱特点是具有一特定波长的强反射峰，在波分复用/解波分复用、光纤激光、光学传感等领域具有广泛应用。[0003]飞秒激光刻写技术是利用材料对飞秒脉冲能量的非线性吸收效应，改变材料内部微结构并对材料局域折射率进行调控的技术，是在光学材料内部刻写波导及布拉格光栅的常用手段。在光纤布拉格光栅制备领域，相较于紫外曝光技术，飞秒激光刻写技术不需要使用相位移掩膜版，也不需要预先对光纤进行光敏化处理，因此过程更加简单，所制备结构也更加灵活，因而具有一定优势。[0004]单一波长的强反射是光纤布拉格光栅的基本特征，而中心波长和反射峰带宽的调节对于实际器件则具有重要的意义。然而，传统的光纤布拉格光栅结构难以实现中心波长和带宽的同时调节，这成为了光纤布拉格光栅在某些场合应用的一个主要障碍。另外，目前，对于光纤布拉格光栅反射带宽的调节，通常需要结合光纤拉锥或刻蚀技术，这会对光纤器件的机械强度和稳定性造成不良影响。发明内容[0005]为克服上述不足，本发明提供一种基于飞秒激光刻写技术制备可调谐光纤布拉格光栅的新方法。该方法的优势和特色在于：可以实现中心波长和带宽的同时调节。[0006]本申请采用的技术方案是：一种可调谐光纤布拉格光栅的制备方法：包括如下步骤：步骤A：采用飞秒激光刻写技术，在无芯光纤中刻写一段弯折的波导，所述波导包括互相连接的七大部分，依次为入射波导、入段桥接波导、入端离轴波导、倾斜波导、出端离轴波导、出端桥接波导和出射波导。具体形状如图1所示，其中有平行于光纤轴线的波导为入射波导、入端离轴波导、出端离轴波导和出射波导，入端离轴波导和出端离轴波导的中心偏离光纤轴线，入射波导和出射波导的中心位于光纤轴线上，入射波导、入端离轴波导和出端离轴波导的中心共面，入端桥接波导、倾斜波导和出端桥接波导为倾斜波导。[0007]本发明的工作原理是：当温度改变或在光纤两侧施加拉力时，整个FBG部分同步膨胀或收缩，造成FBG的周期同步变化，因此透射谱及反射谱的形状不变但中心波长发生漂移；当弯曲光纤时，倾斜的FBG靠外侧部分周期增大，而靠内侧部分周期减小，因而导致各部分的共振峰相互分离，从而造成总的透射谱及反射谱带宽增大。其实际效果可参看下述附图4。[0008]本发明的有益效果：3CN115248473A说明书2/4页1.可以同