专利名称：一种制作相移采样光纤光栅的方法
技术领域：
本发明属于光纤通信技术领域，特别涉及了一种制作相移采样光纤的方法。
背景技术：
光纤布拉格光栅由于其良好的波长滤波特性及全光纤输入输出等优点，作为一类十分重要的光纤型器件在光纤通信领域被广泛应用。其中采样光纤布拉格光栅更是由于其优良的多通道窄带波长滤波能力，在光信息处理、光纤通信系统色散补偿等领域有广泛的应用，同时也是光码分多址复用通信系统的核心器件编码/解码器的一种常用器件。根据折射率调制来分采样光纤光栅又可分为振幅采样和相位采样光纤光栅。振幅采样光纤光栅由于其原理上具有的比相位采样光纤光栅低的散射系数，在相同的光栅长度情况下要达到相同的波长反射率，振幅采样光纤光栅需要的折射率调制深度要比相位采样光纤光栅需要的折射率调制深度要大，因此在波长波通道数较多的情况下较难制作反射率能达到要求的振幅采样光纤光栅，而相位采样光纤光栅则可以解决这个问题。现有的实现永久性相位采样光纤光栅的方法主要是采用特制的相位跃变掩模板一次性刻蚀光纤光栅和利用汇聚的激光束二次曝光技术。采用前者方法一块掩模只能制作相似光谱特性的光栅，光纤光栅的定制能力较差，缺乏灵活性；采用后者方法，虽然克服了前者方法的缺点，但由于需要精确控制激光照射光栅而产生的折射率变化及汇聚激光光束要求较高，系统较复杂且成本比较高。
发明内容
本发明目的就是针对现有技术的不足，利用高压电极放电产生的电弧能够减小光纤光栅芯层折射率调制深度的特点，提出一种定制灵活、制作难度低的制作相位采样光纤光栅的方法。
本发明提出一种采用电弧放电技术实现相位采样光纤光栅的方法，该方法是在光纤光栅区域的一个或多个位置，利用高压电极放电产生的电弧与光纤光栅作用，以实现相位采样光纤光栅。
本发明的方法具体包括以下步骤1、将已经写入光纤光栅的光纤拉紧后固定在光纤夹具上；2、将两个电极组成的电极对固定在两个光纤夹具中间，并使电极与光纤垂直，且在同一平面上；3、根据实际需要的相位采样光纤光栅光谱要求，采用耦合模数值计算及优化算法(如遗传基因算法等)反推出光纤光栅各个相位跃变点的位置，控制步进电机带动电极对沿光纤轴向直线运动并在这些位置停稳；4、根据电极对的参数、光纤参数及各个点所需相位变化量，控制电极放电及放电时间，使电弧与光纤光栅作用；5、重复3、4步骤，直至在所有需要改变相位的点都已放电完成。
步骤3和步骤4中根据相位采样光纤光栅光谱要求控制电极位置以及根据电极对的参数、光纤参数及各个点所需相位变化量控制电极放电及放电时间为本行业的成熟技术，不再进行赘述。
本发明中光纤光栅是芯层折射率沿着光纤轴向微扰的一维周期性结构，相位跃变光纤光栅则是在这个一维扰动的某个位置有一个扰动突变，即在该位置有相位跃变；相位采样光纤光栅在其光栅区域存在多个前述的相位跃变，且这些跃变按照一定的周期性结构排列。由于电弧与光纤光栅作用会使得光纤光栅的折射率扰动(折射率调制深度)减小，产生一个等效的相位跃变，该等效的相位跃变大小跟电弧的温度及电弧与光栅作用的时间长短有关。在多个位置通过电弧与光栅作用即可制作相位采样光纤光栅。本发明方法可以灵活的定制相位采样光纤光栅，并减小相位采样光纤光栅制作难度。
图1为实现相位采样光纤光栅的示意图；
图2为所要实现的光纤光栅相位变化示意图；图3为相位采样光纤光栅的反射光谱示意图。
具体实施例方式
如图1所示，把一段已经写入光纤光栅5的光纤1自然或预加应力拉直固定在光纤夹具2和6上；电极对3固定在步进电机4上，使得两电极与光纤垂直，且电极尖端到光纤的距离相等并与光纤在同一平面上；计算机7控制步进电机4依次运动到图2所指示相位变化位置，并控制电极对3放电及放电时间。
制作相位采样光纤光栅所需的相位变化如图2所示，图中横坐标为光纤光栅的归一化长度，纵坐标为光纤光栅在各个位置的相位变化量(单位为π)，曲线有跃变即表示该位置相位跃变π，也就是需要高压电弧与光纤光栅作用的位置。按照图2示意的相位跃变位置曲线制作的光纤光栅反射光谱如图3所示，图中横坐标为光的波长(单位为纳米)，纵坐标为光栅的反射率。
本发明实例中所用的是一段长度为2厘米反射波长在1.55微米波段的光纤光栅，电极是直接采用光纤熔接机上的电极对，通过控制熔接机来控制电极对的放电及放电时间。
权利要求
1.一种制作相移采样光纤光栅的方法，其特征在于方法具体包括以下步骤(1)将已经写入光纤光栅的光纤拉紧后固定在光纤夹具上；(2)将两个电极组成的电极对固定在两个光纤夹具中间，并使电极与光纤垂直，且在同一平面上；(3)根据实际需要的相位采样光纤光栅光谱要求，采用耦合模数值计算及优化算法反推出光纤光栅各个相位跃变点的位置，控制步进电机带动电极对沿光纤轴向直线运动并在这些位置停稳；(4)根据电极对的参数、光纤参数及各个点所需相位变化量，控制电极放电及放电时间，使电弧与光纤光栅作用；(5)重复步骤(3)和(4)，直至在所有需要改变相位的点都已放电完成。
全文摘要
本发明涉及一种制作相移采样光纤的方法。现有的制作相位采样光纤光栅的方法或者定制能力较差、缺乏灵活性，或者系统复杂、成本高。本发明方法具体是将已经写入光纤光栅的光纤拉紧后固定在光纤夹具上，将电极对固定在两个光纤夹具中间；根据实际需要的相位采样光纤光栅光谱要求，确定各个相位跃变点的位置，控制电极对在这些位置停稳；根据电极对的参数、光纤参数及各个点所需相位变化量，控制电极放电及放电时间，使电弧与光纤光栅作用；重复3、4步骤，直至在所有需要改变相位的点都已放电完成。本发明方法可以灵活的定制相位采样光纤光栅，并减小相位采样光纤光栅制作难度。
文档编号G02B6/34GK1945367SQ20061005397
公开日2007年4月11日 申请日期2006年10月26日 优先权日2006年10月26日
发明者严金华, 何赛灵 申请人:浙江大学