一种光纤内反射镜及其制备方法

本发明属于光学器件，尤其涉及一种光纤内反射镜及其制备方法。

背景技术：

1、反射镜是激光、光纤通信和光纤传感领域必不可少的元件，如光纤放大器中残余泵浦光的反射、滤波器、波分复用器、激光器的谐振腔等，都需用到反射镜。而光纤内反射镜具有使用便捷、抗干扰能力强、损耗低、轻巧灵活的优点，使其在实际应用中更有优势。

2、光纤内反射镜本质上是一段纤芯折射率周期性变化的光纤，可以反射特定波长的入射光。在选择光纤内反射镜时，必须考虑的两个参数是反射带宽和色散量。反射带宽决定了反射光的波长范围，色散量决定了光信号反射前后的波形是否一致。在很多场合，我们希望光纤内反射镜的反射带宽越宽越好，色散量越低越好，从而实现更宽的反射范围和光信号的准确传输，避免光信号在传输过程中产生波形畸变。

3、然而，相关技术中的光纤内反射镜并不能同时满足宽带和低色散的要求，因此，为了准确传输光信号并实现宽带反射，有必要设计一种宽带低色散光纤内反射镜。

技术实现思路

1、本发明的技术目的在于提供一种光纤内反射镜及其制备方法，旨在解决相关技术中的光纤内反射镜并不能同时满足宽带和低色散的要求的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明是这样实现的，一种光纤内反射镜，包括：纤芯，所述纤芯上设置有沿所述纤芯的横向间隔分布的若干fbg，各所述fbg的光栅周期不同，相邻两个所述fbg的光栅周期相差第一预设值；各所述fbg均沿所述纤芯的轴向延伸。

3、进一步地，各所述fbg均包括第一端部和第二端部，各所述第一端部在所述纤芯的横向上对齐设置，各所述第二端部在所述纤芯的横向上对齐设置。

4、进一步地，所述fbg设置有沿所述纤芯轴向间隔布置的若干个折射率调制区域，所述第一端部设置有第一折射率调制区域，所述第二端部设置有第二折射率调制区域。

5、进一步地，所述fbg包括位于所述第一端部和所述第二端部之间的主反射区，各所述fbg均包括所述主反射区，各所述主反射区在所述纤芯的横向上投影至少部分重合。

6、进一步地，各所述fbg的延伸长度相同，所述fbg的延伸长度为第二预设值。

7、进一步地，所述第二预设值为1-10mm。

8、进一步地，一种光纤内反射镜的制备方法，用于制备权利要求1-7中任意一项所述的光纤内反射镜，其特征在于，包括制备装置，所述制备装置包括刻写装置和驱动装置，所述方法包括：步骤1、提供光纤，所述光纤具有纤芯；步骤2、将所述刻写装置的焦点聚焦在所述纤芯上的一点；

9、步骤3、所述驱动装置驱动所述刻写装置的焦点沿着所述纤芯的轴向按照第二预设值移动，完成一个fbg的刻写；步骤4、所述驱动装置驱动所述刻写装置的焦点沿着所述纤芯的横向移动，使所述刻写装置的焦点聚焦在所述纤芯的另一点；步骤5、所述驱动装置驱动所述刻写装置的焦点沿着所述纤芯的轴向按照第二预设值移动，完成另一个fbg的刻写；步骤6、重复步骤4和步骤5，直至所有的fbg刻写完成。

10、进一步地，在所述步骤3、步骤5和步骤6中，所述驱动装置驱动所述刻写装置的焦点沿着所述纤芯的轴向按照第二预设值移动，移动速度为v，所述刻写装置的焦点在所述纤芯的不同横向位置上，所述v不同；所述刻写装置的焦点在所述纤芯相邻的横向位置上，所述v相差第三预设值。

11、进一步地，在所述步骤4和所述步骤6中，所述驱动装置所述驱动所述刻写装置的焦点沿着所述纤芯的横向移动，移动的距离为第四预设值。

12、本发明一种光纤内反射镜及其制备方法，与相关技术相比，有益效果在于：

13、各fbg沿着纤芯的横向间隔分布，相当于将各个fbg并联设置。且各fbg的光栅周期不同，由于fbg的反射中心波长与光栅周期成正比，则相当于将各个反射中心波长不同的fbg并联设置。通过设置相邻的两个fbg的光栅周期相差第一预设值，使得各fbg的反射中心波长沿着纤芯的横向逐渐增大或逐渐减少。且可以通过设置第一预设值的大小，使得相邻的fbg的反射中心波长的差值为较小量，从而使得多个并联设置的fbg的反射中心波长连续变化。又由于一个fbg可相当于一个窄带反射镜(fbg的带宽小于1纳米)，因此，本发明的光纤内反射镜的效果，可相当于多个反射中心波长连续变化的窄带反射镜叠加的效果。相比起设置单个fbg，本发明的光纤内反射镜可以实现宽带光的反射。

14、另外，各所述fbg均沿所述纤芯的轴向延伸，而由于fbg本身的延伸长度较小，即各fbg在纤芯的轴向上的长度较小。即使各个fbg的光栅周期不同，但本发明的光纤内反射镜在纤芯轴向上，整体的长度是较小的。与将不同的反射中心波长的fbg串联设置，整体在轴向上的长度较大的技术方案相比，在本发明中，当光沿着纤芯的轴向传输，并被fbg反射时，不同波长的光在fbg的光程差小，时间延迟小，因此本发明的光纤内反射镜的色散量较低。

15、因此，本发明的光纤内反射镜可以同时实现宽带和低色散，将宽带低色散光纤内反射镜集成到一个器件上，无需设置多个器件分别实现宽带和色散先引入再补偿的光纤内反射，简化装置，降低操作难度，提高用户体验感。

技术特征：

1.一种光纤内反射镜，其特征在于，包括：纤芯，所述纤芯上设置有沿所述纤芯的横向间隔分布的若干fbg，各所述fbg的光栅周期不同，相邻两个所述fbg的光栅周期相差第一预设值；各所述fbg均沿所述纤芯的轴向延伸。

2.根据权利要求1所述的光纤内反射镜，其特征在于，各所述fbg均包括第一端部和第二端部，各所述第一端部在所述纤芯的横向上对齐设置，各所述第二端部在所述纤芯的横向上对齐设置。

3.根据权利要求2所述的光纤内反射镜，其特征在于，所述fbg设置有沿所述纤芯轴向间隔布置的若干个折射率调制区域，所述第一端部设置有第一折射率调制区域，所述第二端部设置有第二折射率调制区域。

4.根据权利要求2所述的光纤内反射镜，其特征在于，所述fbg包括位于所述第一端部和所述第二端部之间的主反射区，各所述fbg均包括所述主反射区，各所述主反射区在所述纤芯的横向上投影至少部分重合。

5.根据权利要求1所述的光纤内反射镜，其特征在于，各所述fbg的延伸长度相同，所述fbg的延伸长度为第二预设值。

6.根据权利要求5所述的光纤内反射镜，其特征在于，所述第二预设值为1-10mm。

7.一种光纤内反射镜的制备方法，用于制备权利要求1-6中任意一项所述的光纤内反射镜，其特征在于，包括制备装置，所述制备装置包括刻写装置和驱动装置，所述方法包括：

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤3、步骤5和步骤6中，所述驱动装置驱动所述刻写装置的焦点沿着所述纤芯的轴向按照第二预设值移动，移动速度为v，

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤4和所述步骤6中，所述驱动装置所述驱动所述刻写装置的焦点沿着所述纤芯的横向移动，移动的距离为第四预设值。

技术总结
本发明提供了一种光纤内反射镜及其制备方法，光纤内反射镜包括：纤芯，纤芯上设置有沿纤芯的横向间隔分布的若干FBG，各FBG的光栅周期不同，相邻两个FBG的光栅周期相差第一预设值；各FBG均沿纤芯的轴向延伸。FBG的反射中心波长与光栅周期成正比，相邻的两个FBG的光栅周期相差第一预设值，使得多个并联的FBG的反射中心波长连续变化，且由于一个FBG可相当于一个窄带反射镜，因此本发明的光纤内反射镜的效果，可相当于多个反射中心波长连续变化的窄带反射镜叠加的效果，可实现宽带光的反射。另外，光纤内反射镜在纤芯轴向上，整体的长度是较小的，因此，不同波长光的光程差小，时间延迟小，色散量较低。因此，光纤内反射镜可同时实现宽带和低色散。

技术研发人员：郭晓杨,张哲,崔清玥,林庆典,余军,周沧涛,阮双琛
受保护的技术使用者：深圳技术大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21