一种基于飞秒激光加工的无芯光纤迈克尔逊结构及制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112731584A(43)申请公布日2021.04.30(21)申请号202011411302.X(22)申请日2020.12.03(71)申请人北京信息科技大学地址100085北京市海淀区清河小营东路12号北京信息科技大学光电学院(72)发明人祝连庆郝思源张雯娄小平董明利何巍李红(74)专利代理机构北京律恒立业知识产权代理事务所(特殊普通合伙)11416代理人王琦庞立岩(51)Int.Cl.G02B6/02(2006.01)G01M11/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种基于飞秒激光加工的无芯光纤迈克尔逊结构及制备方法(57)摘要本发明提供一种基于飞秒激光加工的无芯光纤迈克尔逊波导结构的制备方法，首先，去除无芯光纤玻璃棒表面涂覆层，使用飞秒激光器聚焦于玻璃棒上，垂直于光纤轴向刻写得到柱形迈克尔逊结构，然后对光刻后的端面镀银膜，该方法在无芯光纤上使用飞秒激光刻写技术，不需要昂贵的掩模版，价格适中，易于制作，对刻写端面进行镀银膜，提高了折射率，减少了光强损失，使用该方法制得的无芯光纤迈克尔逊波导结构具有结构紧凑、灵敏度高和适合批量生产的优势。CN112731584ACN112731584A权利要求书1/1页1.一种基于飞秒激光加工的无芯光纤迈克尔逊波导结构制备方法，其特征在于，所述无芯光纤迈克尔逊波导结构制备方法为：去除无芯光纤玻璃棒表面涂覆层，使用酒精进行清洗后放置于飞秒激光加工台上，将飞秒激光器聚焦于玻璃棒上，垂直于光纤轴向进行逐线刻写，得到柱形迈克尔逊结构，然后对光刻后的端面镀银膜。2.根据权利要求1所述无芯光纤迈克尔逊波导结构制备方法，其特征在于，所述无芯光纤玻璃棒的直径为125μm，长度为50μm。3.根据权利要求1所述无芯光纤迈克尔逊波导结构制备方法，其特征在于，所述飞秒激光器的规格为：中心波长为800nm，脉冲宽度为50fs。4.根据权利要求1所述无芯光纤迈克尔逊波导结构制备方法，其特征在于，所述飞秒激光器的运行参数为：重复频率为0.5‑2.5KHZ，15‑25倍透镜，NA＝0.30，单脉冲能量为8‑12μJ，步长Δy＝2μm。5.根据权利要求1所述无芯光纤迈克尔逊波导结构制备方法，其特征在于，所述镀银膜通过全自动离子溅射仪实现。6.权利要求1‑5任意一项所述的方法制备的无芯光纤迈克尔逊波导结构。2CN112731584A说明书1/3页一种基于飞秒激光加工的无芯光纤迈克尔逊结构及制备方法技术领域[0001]本发明涉及光纤技术领域，具体涉及一种基于飞秒激光加工的无芯光纤迈克尔逊结构及制备方法。背景技术[0002]迈克尔逊(Michelson，MI)干涉仪采用双光束干涉原理，对应的测量结果可以精确到波长级别，常用来演示和观察干涉现象，测定单色光波长、微小位移量，也可以研究很多物理量因素对光传播的影响，如：温度、电场、压强、磁场等。近年来，随着光纤测量技术的迅速发展，光纤迈克尔逊干涉仪由于采用了光纤光路，与传统的迈克尔逊干涉仪相比，不易受空气、振动等外界因素的影响，并且光纤对环境参数的影响具有很高的灵敏度，光纤迈克尔逊干涉仪也常用作传感器进行多种物理量测量，具体工作原理如图1所示，光纤耦合器采用2×2的3dB耦合器。M、L为两个光纤反射镜，其中M固定在参考臂上，L固定在传感臂上。在相同条件下参考臂与传感臂的长度相等，而传感臂可以借助应力或其它物理量的变化而改变长度，使得光在传感臂中的光程发生变化，进而改变参考光与信号光的相位差，使其干涉条纹发生变化。[0003]2015年北京理工大学赖卓勋提出了一种基于光纤迈克尔逊干涉仪的钻孔应变传感器，传感器的测量精度为117nm；2016年深圳大学周文提出了一种基于飞秒激光加工的45℃悬臂梁高温传感器，从室温到1000℃的温度灵敏度为17pm/℃。[0004]但是，目前传统的光纤迈克尔逊干涉仪受到光纤结构的制约，光纤纤芯错位熔接其重复性难以实现，手动组装需要大量时间；光纤光栅写入过程复杂，成本较高，结构不稳定；特殊光纤价格昂贵，此外，现有技术的自由光谱范围(FSR)难以精确控制。发明内容[0005]为了克服现有技术中光纤迈克尔逊干涉仪中存在的缺陷，本发明提供一种基于飞秒激光加工的无芯光纤迈克尔逊结构及制备方法具体方案如下：[0006]一种基于飞秒激光加工的无芯光纤迈克尔逊波导结构制备方法为：去除无芯光纤玻璃棒表面涂覆层，使用酒精进行清洗后放置于飞秒激光加工台上，将飞秒激光器聚焦于玻璃棒上，垂直于光纤轴向进行逐线刻写，得到柱形迈克尔逊结构，然后对光刻后的端面镀银膜。[0007]进一步地，所述无芯光纤玻璃棒的直径为125μm，长度为50μm。[0008]进一步地，所述飞