非线性相互作用改变光纤材料的折射率，得到单个的折射率改变的奇点，再通过扫描的方法逐点改变折射率并形成所需的点阵结构面，这样就制作得到了本发明所设计的基于光纤内部点阵结构的光纤器件。
[0034]实施实例1
[0035]将飞秒激光器光束聚焦后利用飞秒激光光束与光纤材料相互作用改变光纤中二氧化硅材料的折射率，得到单个的得到折射率改变奇点。飞秒激光对二氧化硅材料的折射率改变在0.001-0.01量级。利用同样的方法得到其它点，并使得点按照周期性排列形成点阵面，点阵面中点阵的个数根据实际的需求来设计。由此得到的点阵面的结构如图2所示。再利用同样的方法沿光纤轴向制作出多个点阵面，点阵面之间的距离为L，点阵面的重复个数根据实际的需要来确定，通过设计点阵面的个数可以实现对该器件的光谱响应性质进行设计。这样就设计得到了光纤内点阵面均匀分布的光纤器件，如图1所示。
[0036]这种点阵面的分布使得光纤某区域沿着轴向分布的等效折射率呈周期性的变化，由此可以使其实现对不同波长的光的反射率和透过率不一样，实现对光波进行滤波的功能，这种器件可以应用到光纤激光器，光纤通信等系统中实现波长选择的功能。
[0037]实施实例2
[0038]利用实例1相同的方法设计出点阵面，再沿着光纤轴向重复设计点阵面结构，点阵面与点阵面之间的距离为L，其中将轴向分布的点阵面中某两个点阵面之间的距离调整为0与L之间，由此设计得到光纤内部点阵具有一个相移分布结构的光纤内部点阵结构光纤器件，如图3所示的为将某两个点阵面之间的距离调整为L/2时的情况。
[0039]这种相移分布的引入可以使得沿着光纤轴向周期性变化的折射率分布中引入一个突变的折射率分布周期，由此实现与点阵面均匀分布不一样的特殊的光谱响应。
[0040]实施实例3
[0041]按照实施实例1的方法，制作点阵面，再沿着光纤轴向上重复制作相同的点阵面，其中每个点阵面之间的距离相等为L。在得到η个沿径向排列的点阵面后，在离第η个点阵面距离为Η处制作同样的η个点阵面，每个点阵面之间的距离也为L，由此得到了基于光纤内部点阵结构的类法布里-珀罗腔的光纤器件。如图示4所示。其中n，L和Η可以根据需求任意设定。这种点阵分布结构的光纤器件可以实现类似于法布里-波罗腔的光谱响应，在透射谱中出现很窄带的通带。
[0042]实施实例4
[0043]按照实施实例1的方法制作出点阵面，在沿光纤轴向上制作其它的点阵面，其中每两个点阵面之间的距离L不相等，使其按照设计的需要进行调整，点阵面重复的个数也根据实际的需求来设定，设计出如图5所示的光纤点阵面在光纤轴向方向上啁啾分布的基于光纤内部点阵结构的光纤器件，由此得到基于点阵结构的光纤器件的折射率沿轴向啁啾分布，相比于均匀分布的情况，可以得到较宽的反射谱。
[0044]这种器件可以应用在需要实现宽带光谱反射的应用场合。
[0045]实施实例5
[0046]按照实施实例1的方法，制作出点阵面，在其中任意一个点阵面上，制作出缺少一个点阵的点阵面，如示意图6Α所示，其中图6Α中4表示的是缺陷点的示意图。根据设计需要，这个缺少的点可以是点阵结构光纤光栅中的任意一个面上的任意一个点。除了可以设计具有一个点缺陷的基于光纤内部点阵结构的光纤器件以外，还可以制作具有两个或多个点缺陷的基于光纤内部点阵结构的光纤器件。缺陷点的引入改变了点阵的周期性分布，由此可以改变该器件的光谱选择特性。
[0047]除了可以引入单个或者多个任意分布的缺陷点以外，还可以制作得到具有多个缺陷点的基于光纤内部点阵结构的光纤器件，包括多个缺陷点连接成一条线的线缺陷和多个缺陷点连接构成一个面的面缺陷的情况，如图6Β所示。其中图6Β中5表示的是所述的线缺陷的不意图。图6C表不的是多个缺陷点相连构成一个面缺陷的情况，其中图6C中6表示的是缺陷面的示意图。
[0048]由于缺陷点的引入改变周期性的折射率分布，使得光纤轴向的周期性的折射率分布出现突变，由此实现不同于点阵周期性分布时的光谱响应。
[0049]实施实例6
[0050]按照实施1制作得到点阵结构中的单个点，再在光纤的径向上周期性的排列点阵，使得各个点结构构成一个与光纤径向平行的点阵面，由此得到光纤内部点阵结构呈径向点阵面分布的光纤器件，结构如图7Α所示。其中L表示的是线阵的重复周期。参照实施案例6，也可以制作光纤内部点阵结构具有缺陷分布的光纤器件。图7Β表不点缺陷的情况，其中图7Β中7表示的是一个缺陷点的示意图。图7C表示的是具有一个线缺陷时的情况，图7C中8表示的是一个线缺陷的示意图。
[0051]在这种结构的光纤器件中，由于点阵是在与轴向平行的面上改变光纤内部的折射率，可以使得光纤横截面上的折射率分布呈现方向性。由此可以实现对光的偏振状态具有选择作用的光纤器件。
[0052]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种光纤器件，其特征在于，光纤器件内部有折射率不同于光纤的点形成的点阵，所述点阵按照周期或者准周期排列，所述的点是指通过改变光纤材料的折射率得到的折射率奇点。2.如权利要求1所述的光纤器件，其特征在于，所述的点阵中各点的直径和\或点与点之间的距离根据需要设定。3.如权利要求1或2所述的光纤器件，其特征在于，所述的点是球体或其它体状结构。4.如权利要求1或2所述的光纤器件，其特征在于，所述的点能任意排列成点阵线或点阵面。5.如权利要求4所述的光纤器件，其特征在于，其具有一个及以上点阵线或点阵面，点阵线、点阵面之间的距离能够调整。6.如权利要求5所述的光纤器件，其特征在于，所述点阵能缺失其中一个点构成一个具有点阵缺陷的光纤器件。7.如权利要求5所述的光纤器件，其特征在于，所述点阵能缺失多个相邻的部分点阵线，构成具有线缺陷的光纤器件。8.如权利要求5所述的光纤器件，其特征在于，其能缺失任意平面上的多个相邻的局部点阵面，得到具有面缺陷的的光纤器件。9.如权利要求1-8中任一所述的光纤器件，其特征在于，所述的光纤是二氧化硅光纤、聚合物光纤或其它类型的光纤。10.如权利要求1-8中任一所述的光纤器件，其特征在于，所述的点是通过将飞秒激光器光束聚焦后，利用飞秒激光光束与光纤材料相互作用，从而形成折射率不同于光纤材料的点。
【专利摘要】本发明提出了一种新结构的具有波长选择功能的光纤器件，所采用的光纤包括二氧化硅光纤，掺杂光纤，聚合物光纤或者其它类型的光纤。本发明通过改变光纤内部特定区域的折射率，构成点阵，点阵按照周期或者准周期排列即得到具有波长选择功能的光纤器件。所述点阵可以按点阵线、点阵面方式排列，也可按多阵线、多阵面方式排列。通过改变构成该器件的点阵中各个点的排列方式，就可以对光纤器件的波长选择性质进行调节和设计。本发明提出的光纤器件，能够实现光纤反射镜和光纤光栅类似的光波长选择功能，而且制作更加方便、灵活、快捷，成本更为低廉，具有广阔的应用前景。
【IPC分类】G02B6/02
【公开号】CN105388559
【申请号】CN201510970178
【发明人】舒学文, 徐作为
【申请人】华中科技大学
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年12月22日