一种基于温度控制的色散参数可调的啁啾光纤光栅的制作方法

本发明涉及啁啾光栅，具体地说是一种基于温度控制的色散参数可调的啁啾光纤光栅。

背景技术：

0、技术背景

1、光纤光栅广泛应用于光传感、光通信、激光技术等领域，尤其是啁啾光纤光栅是超快激光光子技术领域不可或缺的关键器件，用于飞秒脉冲在进行啁啾放大前的脉冲展宽，降低放大过程中产生不利的非线性。啁啾光纤光栅的色散参数可调对于优化飞秒脉冲的脉宽和脉冲质量至关重要，是实现高质量飞秒脉冲放大的关键，相关科研领域有较多报道。商业领域也有成型的产品，比如加拿大teraxion公司的powerspectrumtm–tpsr(tunablepulse stretcher)产品和国内光库科技公司的tc-pscg可调啁啾光纤布拉格光栅产品。传统的可调啁啾光纤光栅技术方案也是基于温度调节，但是通常采用的是并联的多个热电制冷器(thermo electric cooler，简称为tec)来控制光纤不同位置的温度，其驱动电路需要并行的多路tec驱动电路，为了实现温度可调，还需要多路的数模转换器件(digitalanalog converter，简称为dac)对每路tec进行独立控制，系统复杂度高，成本高，不易于小型化。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺点，提供一种基于温度控制的色散参数可调的啁啾光纤光栅，该啁啾光纤光栅只需一路数模转换器即可控制多路加热电阻，通过多频混合信号的幅值灵活控制光纤不同位置的加热量，达到啁啾光纤光栅色散参数可调的目的。具有结构简单、硬件成本低的特点。

2、本发明的技术解决方案如下：

3、一种基于温度控制的色散参数可调的啁啾光纤光栅，包括啁啾光纤光栅其点征在于，还包含多频信号源、功率放大器，以及一一对应并联而成的n个带通滤波器和n个加热电阻，且每个加热电阻分别靠近所述的啁啾光纤光栅的不同位置；

4、所述的多频信号源输出的n个频率混合电流信号经所述的功率放大器功率放大后分别经第i带通滤波器分离出各种频率的电流信号分别流经对应的第i加热电阻产生的热量加热所述的啁啾光纤光栅对应的光纤段，实现对所述的啁啾光纤光栅的不同位置的温度控制，达到啁啾光纤光栅的色散参数可调。

5、其中频率混合电流信号的频率成分n为3种到100种上。

6、所述的级联的多路加热电阻通过柔性印刷电路的方式加工，将多路加热电阻用一片柔性印刷电路板实现，所述的级联的多路加热电阻还可采用其他类型的分离式加热电阻，包括电阻丝电阻、发热二极管或电磁发热器件。

7、所述的级联带通滤波器还可以是单片式频分复用器。

8、实现光纤温度控制的方式还可以采用tec做背景温度控制，将背景温度控制在环境温度以下，配合可调节的加热电阻可以实现快速的温度调节，尤其是快速的降温，提高温度控制的速度。

9、所述的光纤光栅加热方式可应用于啁啾光纤光栅以外的其他类型的光纤或者光纤光栅的加热和温度控制。

10、所述的啁啾光纤光栅的色散参数包括但不限于一阶色散、二阶色散、三阶色散和四阶色散。

11、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

12、用简单的系统结构实现光纤上多点温度独立控制，硬件成本低，只需要一路dac(模digital analog converter，数模转换器)即可控制多路加热电阻，通过多频混合信号的幅值灵活控制光纤不同位置的加热量，达到啁啾光纤光栅色散参数可调的目的。

13、本发明只需一路数模转换器即可控制多路加热电阻，通过多频混合信号的幅值灵活控制光纤不同位置的加热量，达到啁啾光纤光栅色散参数可调的目的，具有结构简单、硬件成本低的特点。

14、本发明加热电阻可以通过柔性印刷电路的方式加工，将多路加热电阻用一片柔性印刷电路板实现，则更具有成本低，结构灵活，易于小型化的特点。

15、级联的多路加热电阻还可以采用其他类型的分离式加热电阻，比如电阻丝电阻等。

16、带通滤波器还可以是单片式频分复用器实现，混合频率的信号输入单片式频分复用器之后不同的频率成分可从对应的输出端口输出。

17、光纤温度控制的方式还可以采用tec做背景温度控制，将背景温度控制在环境温度以下，配合可调节的加热电阻可以实现快速的温度调节，尤其是快速的降温，提高温度控制的速度。

18、加热电阻可以替代为其他类型的可以使用带通滤波器后的电信号驱动的温度调节原件，如发热二极管，电磁发热器件等。

19、本发明的光纤光栅加热方式可应用于啁啾光纤光栅以外的其他类型的光纤或者光纤光栅的加热和温度控制。

技术特征：

1.一种基于温度控制的色散参数可调的啁啾光纤光栅，包括啁啾光纤光栅，其特征在于，还包含多频信号源、功率放大器，以及一一对应并联而成的n个带通滤波器和n个加热电阻，且每个加热电阻分别靠近所述的啁啾光纤光栅的不同位置；

2.根据权利要求1所述的基于温度控制的色散参数可调的啁啾光纤光栅，其特征在于，所述的频率混合电流信号的频率成分n为3种到100种上。

3.根据权利要求1所述的基于温度控制的色散参数可调的啁啾光纤光栅，其特征在于，所述的n个加热电阻通过柔性印刷电路的方式加工，将多个加热电阻用一片柔性印刷电路板实现，或采用分离式加工。

4.根据权利要求1所述的基于温度控制的色散参数可调的啁啾光纤光栅，其特征在于，所述的加热电阻为电阻丝电阻、发热二极管或电磁发热器件。

5.根据权利要求1所述的基于温度控制的色散参数可调的啁啾光纤光栅，其特征在于，所述的带通滤波器还可以是单片式频分复用器。

6.根据权利要求1所述的基于温度控制的色散参数可调的啁啾光纤光栅，其特征在于，实现光纤温度控制的方式还可以采用tec做背景温度控制，将背景温度控制在环境温度以下，配合可调节的加热电阻可以实现快速的温度调节。

7.根据权利要求1所述的基于温度控制的色散参数可调的啁啾光纤光栅，其特征在于，所述的光纤光栅加热方式可应用于啁啾光栅以外的其他类型的光纤或者光纤光栅的加热和温度控制。

8.根据权利要求1至7任一项所述的基于温度控制的色散参数可调的啁啾光纤光栅，其特征在于，所述的啁啾光栅的色散参数包括但不限于一阶色散、二阶色散、三阶色散和四阶色散。

技术总结
一种基于温度控制的色散参数可调的啁啾光纤光栅，包含多频信号源、功率放大器、级联的多个“带通滤波器+加热电阻”单元和啁啾光纤光栅，本发明只需一路数模转换器即可控制多路加热电阻，通过多频混合信号的幅值灵活控制光纤不同位置的加热量，达到啁啾光纤光栅色散参数可调的目的。具有结构简单、硬件成本低的特点。

技术研发人员：慕桓,义理林,谭克棠,方志伟,蒲国庆
受保护的技术使用者：杭州爱鸥光学科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12