基于倾斜微结构光纤光栅的磁控可调谐滤波器的制造方法
【专利摘要】基于倾斜微结构光纤光栅的磁控可调谐滤波器，包括光源、单模光纤、光谱分析仪、填充有磁流体的倾斜微结构光纤光栅以及磁场产生和调谐装置。所述的光源通过单模光纤与倾斜微结构光纤光栅一端连接，倾斜微结构光纤光栅另一端通过单模光纤连接到光谱分析仪上。由于灌入微结构光纤空气孔中磁流体的折射率对所处的磁场敏感，调节磁场产生和调谐装置所产生的磁场强度的大小，磁场的变化改变了光纤中磁流体的折射率，使微结构包层模的有效折射率变化，改变了光纤光栅的谐振波长，从而获得随外加磁场变化的磁控可调谐滤波器。本发明提供的磁控可调谐滤波器制作工艺简单、生产成本低、灵敏度高。
【专利说明】基于倾斜微结构光纤光栅的磁控可调谐滤波器
【技术领域】
[0001]本发明属于光纤通信【技术领域】，涉及一种光纤滤波器及光子晶体光纤的选择性填充，具体涉及一种基于倾斜微结构光纤光栅的磁控可调谐滤波器。
【背景技术】
[0002]光纤光栅是一种通过一定方法使光纤纤芯的折射率发生轴向周期性调制而形成的无源滤波器件。由于光纤光栅具有体积小、熔接损耗小、全兼容于光纤等优点，因此在光纤通信和传感领域得到了广泛的应用。
[0003]光子晶体光纤(Photonic Crystal Fibers, PCF)又被称为微结构光纤(Micro-Structured Fibers, MSF),近年来引起广泛关注,它的横截面上有较复杂的折射率分布，通常含有不同排列形式的气孔，这些气孔的尺度与光波波长大致在同一量级且贯穿器件的整个长度，光波可以被限制在低折射率的光纤芯区传播，通过向光子晶体光纤空气孔中填充不同的液体，可以灵活的调谐光子晶体光纤的传输特性。
[0004]随着光纤通信技术和光纤传感技术的快速发展，波分复用(WDM)技术被更广泛地应用，光纤滤波器是波分复用光通信系统和传感系统中关键器件之一。可调谐滤波器可用作WDM的解复用、信号解调等，发挥着极其重要的作用。实现光纤滤波的方法有很多，以往的很多光纤滤波器制作完成后就无法再改变其传输特性，比如基于高双折射光纤的Sagnac的光纤滤波器，限制了其应用范围，不具灵活性。但是在实际应用中需要根据实际情况选择合适的探测波段，存在制作时间和成本较高的缺点。因而，目前具有通带位置可调谐、信道间隔可调谐的光纤滤波器正受到科研工作者的青睐，这也是工程实际中急需解决的关键问题。
[0005]本发明将倾斜光栅写在纤芯掺锗的微结构光纤上，并结合磁流体的可调谐折射率特性，得到通带位置可调、调谐范围大、多通道的磁控可调谐滤波器。
【发明内容】
[0006]本发明目的是解决普遍可调谐光纤滤波器存在的波长调谐速率较慢、调谐范围窄、调谐线性度较差、信道少等问题，提供一种只需选择合适的倾斜光栅周期及倾斜角度就可以灵活控制其滤波波段，即波长可调的基于倾斜微结构光纤光栅的磁控可调谐滤波器。
[0007]本发明技术方案:
[0008]基于倾斜微结构光纤光栅的磁控可调谐滤波器，包括光源、单模光纤、光谱分析仪、填充有磁流体的倾斜微结构光纤光栅以及磁场产生和调谐装置；所述的光源通过单模光纤与倾斜微结构光纤光栅一端连接，倾斜微结构光纤光栅另一端通过单模光纤连接到光谱分析仪上。
[0009]所述的倾斜微结构光纤光栅，是用相位掩模法在纤芯掺锗的微结构光纤上写制的倾斜光栅；倾斜微结构光纤光栅在微结构光纤的空气孔中填充磁流体，填充磁流体部分与倾斜光栅的位置对应，且大于所刻制的光纤光栅的长度，以保证磁流体覆盖整个光纤光栅区域；
[0010]所述的磁场产生和调谐装置，是倾斜微结构光纤光栅两侧设置的电磁铁装置，电磁铁装置与可调节电压设备连接，变化的磁场通过调节电压设备的电压来提供。
[0011]所述的倾斜微结构光纤光栅，放置在磁场产生和调谐装置的正中心。
[0012]本发明倾斜微结构光纤光栅的工作原理:
[0013]当光从单模光纤进入倾斜微结构光纤光栅，倾斜光栅纤芯模谐振峰和包层模谐振相位匹配条件满足时，可以得出基模谐振波长和包层模谐振波长的表达式分别为式(I)和式⑵:
[0014]
【权利要求】
1.一种基于倾斜微结构光纤光栅的磁控可调谐滤波器，包括光源、单模光纤、光谱分析仪、填充有磁流体的倾斜微结构光纤光栅以及磁场产生和调谐装置；所述的光源通过单模光纤与倾斜微结构光纤光栅一端连接，倾斜微结构光纤光栅另一端通过单模光纤连接到光谱分析仪上。
2.根据权利要求1所述的磁控可调谐滤波器，其特征在于:所述的倾斜微结构光纤光栅，是用相位掩模法在纤芯掺锗的微结构光纤上写制的倾斜光栅。
3.根据权利要求1或2所述的磁控可调谐滤波器，其特征在于:在所述微结构光纤的空气孔中填充磁流体，填充磁流体部分与倾斜光栅的位置对应，大于所刻制的光纤倾斜光栅的长度，以保证磁流体覆盖整个光纤光栅区域。
4.根据权利要求1所述的磁控可调谐滤波器，其特征在于:所述的磁场产生和调谐装置，是倾斜微结构光纤光栅两侧设置的电磁铁装置，电磁铁装置与可调节电压设备连接，变化的磁场通过调节电压设备的电压来提供。
5.根据权利要求1或2所述的磁控可调谐滤波器，其特征在于:所述的倾斜微结构光纤光栅，放置在磁场产生和调谐装置的正中心。
【文档编号】G02F1/095GK103969851SQ201410187344
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月6日 优先权日:2014年5月6日
【发明者】苗银萍, 蔺际超, 林炜, 张楷亮, 袁育杰, 张昊, 刘波 申请人:天津理工大学