一种长周期光纤光栅带通带阻滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光纤传感领域与光通信无源器件领域，尤其涉及长周期光纤光栅 (LPFG)带通带阻滤波器的制造方法。
【背景技术】
[0002] 光栅滤波器是用来进行波长选择的光器件，它可以从众多的波长中挑选出所需要 的波长。随着光通信技术的发展，光栅滤波器作为波分复用（WDM)光纤网络中必不可少的 关键器件，是波分复用光网络中的关键网元之一。自从1996年首次在单模光纤上写出周期 为数百个微米的LPFG以来，LPFG由于其制作简单、易于连接、插入损耗低、无后向反射等优 点，在光通信领域发挥着越来越重要的作用。此外，LPFG对环境参数（折射率、温度、湿度、 应力、弯曲、扭曲等）的变化很敏感，因此，在传感测量方面也具有很大的竞争优势。
[0003] 长周期光纤光栅作用于同向传输的纤芯导模和包层模之间，它将纤芯导模耦合到 向前传输的包层模从而形成谐振波长的损耗峰，呈现出透射型带阻滤波特性。如果在长周 期光栅中引入一个相移部分，或者在两个LPFG之间嵌入一个纤芯模式阻滞器，LPFG也可以 作为透射型带通滤波器。但不论LPFG作为带通滤波器，还是带阻滤波器，都会浪费掉一部 分带宽。为了充分利用波长资源，研宄者又提出基于两个平行LPFG、利用两光纤包层间倏逝 波耦合效应的LPFG耦合滤波方案，它可以同时实现谐振波长的带通滤波和其他波长的带 阻滤波。但为了克服倏逝波耦合效率低的缺点，往往需要特殊制作的光纤或者两根光纤需 要特殊的相对位置。
[0004] 总之，目前的长周期光纤光栅滤波器存在着功能单一或结构复杂、制作困难等缺 点。
【发明内容】
[0005] 为了克服现有长周期光纤光栅滤波器存在的功能单一、结构复杂和制作困难的不 足，本发明提供一种同时实现带通和带阻滤波、避免LPFG耦合器结构中通过倏逝波耦合时 效率低问题的长周期光纤光栅带通带阻滤波器的制造方法。
[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0007] 一种长周期光纤光栅带通带阻滤波器的制造方法，包括如下步骤：
[0008] 步骤1空芯光纤的制作
[0009] 空芯光纤中心孔的直径和输入/输出光纤纤芯的直径相等，空芯光纤的外层直径 和输入/输出光纤包层的外径相等；
[0010] 步骤2纤芯模式反射器的制作
[0011] 首先，在保持空芯光纤洞打开的前提下，将输入光纤熔接到空芯光纤上；其次，在 输入光纤与空芯光纤连接这端的纤芯端面上镀膜；
[0012] 步骤3反射式长周期光纤光栅的制作
[0013] 在所述输入光纤中制作出所述的输入LPFG ;
[0014] 步骤4带通带通滤波器的制作
[0015] 首先，在与步骤2中相同的实验条件下，将输出光纤与空芯光纤开口的这端熔接 上，然后，在输出光纤中制作出输出LPFG。
[0016] 进一步，所述步骤1中，首先通过使用改进的化学气相沉积法使得硅管基底坍塌， 以在中心部分获得圆形的洞，然后在合理的温度和拉力下，拉制成所需的空芯光纤。
[0017] 再进一步，所述步骤2中，在镀膜之前，用一个保护管将光纤围起来；在镀膜之后， 在保留空芯光纤有一个合适长度的前提下，切除镀铝膜的这端的一段。
[0018] 所述镀膜为金属膜或介质膜。
[0019] 所述步骤3中，利用紫外光（UV)光写入、0)2脉冲激光写入、电弧写入、飞秒激光脉 冲写入或机械法，在所述输入光纤中制作出所述的输入LPFG。
[0020] 所述步骤3中，通过输入LPFG将输入光中的谐振波长从纤芯模式耦合到包层模 式中，然后被耗散掉，同时，没有满足相位匹配条件的波长将被所述纤芯模式反射器有效反 射，并最终重新耦合回输入端，所以在反射光谱中在谐振波长处显示出带阻特性。
[0021] 所述步骤4中，输出光栅和输入光栅的形成条件一样。
[0022] 本发明的技术构思为：通过在串联的两个LPFG之间熔接一段空芯光纤，并通过镀 膜的方法制作出纤芯模式反射器，从而同时实现带通和带阻滤波。
[0023] 本发明的有益效果主要表现在：1)目前长周期光纤光栅滤波器，要么是带阻型 的，要么是带通型的，本发明长周期光纤光栅带通带阻滤波器可同时实现带通和带阻滤波； 2)与能够同时实现带通和带阻功能的LPFG耦合器所采用的光栅并排结构不同，本发明中 两个LPFG采用串联方式，不仅避免了并列的双光纤包层间倏逝波耦合效率低的问题，而且 是一种完全的in-fiber的器件，便于与其他光纤器件直接连接。3)本发明提出了利用熔接 一段空芯光纤来实现仅在输入光纤纤芯端面镀膜的实验方案。
【附图说明】
[0024] 图1是长周期光纤光栅带通带阻滤波器结构示意图。
[0025] 图2是纤芯模式反射器制作过程示意图。
[0026] 图3是反射式LPFG的制作示意图。
[0027] 图4是长周期光纤光栅带通带阻滤波器的制作过程示意图。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合附图对本发明作进一步描述。
[0029] 参照图1~图4,一种长周期光纤光栅带通带阻滤波器的制造方法，包括以下步 骤：
[0030] 1)空芯光纤H0F104的制作
[0031] 首先通过使用改进的化学气相沉积法使得硅管基底坍塌，以在中心部分获得圆形 的洞，然后在合理的温度和拉力下，拉制成所需的H0F104 :中心孔的直径和输入/输出光纤 纤芯的直径相等，HOF的外层直径和输入/输出光纤包层的外径相等。
[0032] 2)纤芯模式反射器103的制作
[0033] 纤芯模式反射器的制作步骤参照图2所示。第一，在保持H0F104洞打开的前提下， 将输入光纤101熔接到HOF上。第二，在输入光纤101与H0F104连接这端的纤芯端面上镀 膜。为了保护光纤包层的外侧，在镀膜之前，将用一个保护管将光纤围起来。最后，在保留 H0F104有一个合适长度的前提下，切除镀膜这端的一段。
[0034] 3)反射式LPFG的制作
[0035] 参照图3,利用紫外光（UV)光写入、COJt冲激光写入、电弧写入、飞秒激光脉冲写 入或机械法等方法，在所述输入光纤101中制作出所述的输入LPF