光纤光栅相移峰的调整装置及调整方法与流程

本发明涉及光纤制备，尤其涉及一种光纤光栅相移峰的调整装置及调整方法。

背景技术：

1、光纤光栅传感器因其体积小、重量轻、灵敏度高、抗电磁干扰、耐腐蚀等优点，被广泛应用于系统监测与现代工业自动化领域当中。相移光栅是在均匀光纤光栅的中间位置引入一个相位突变，使其反射或透射光谱具有线宽极窄的相移透射峰，且透射峰的宽度最小可达到1pm量级，在灵敏度和带宽方面比传统的均匀光纤布拉格光栅有更好的性能，在高精度传感、光纤激光器、窄带滤波器等领域具有良好的应用价值。

2、通过在有源光纤中写制相移光纤光栅可以实现分布反馈光纤激光器，相移光纤光栅可以通过紫外曝光或者通过飞秒激光刻写等方法刻写到掺杂光纤中，目前已经发展了多个相移光纤光栅的制作方法。然而激光器刻写之后由于控制精度不稳定性，在制备的过程中大部分光纤光栅的相移区存在不满足要求的情况，使得相移峰未处于波长所设计的位置，进而导致光纤光栅相移峰质量较差，光纤激光器无法实现激光激射。

技术实现思路

1、本发明的第一个目的在于提供一种，其旨在解决相移峰质量较差的技术问题。

2、为达到上述目的，本发明提供的方案是：一种光纤光栅相移峰的调整装置，包括：

3、光纤固定组件，所述光纤固定组件用于连接于光纤光栅的两端；

4、光谱监测组件，所述光谱监测组件用于监测所述光纤光栅的光谱信息，通过所述光谱信息可读取相移峰的当前位置信息；

5、加热组件，所述加热组件用于对所述光纤光栅的相移区进行加热；

6、控制器，所述控制器与所述光谱监测组件、所述加热组件和所述光纤固定组件电性连接，所述控制器用于根据来自所述光谱监测组件的光谱信息计算所述相移峰的位置调整信息，并根据所述位置调整信息控制所述光纤固定组件对所述光纤光栅施加沿轴向拉伸的预应力以及控制所述加热组件对所述光纤光栅的相移区加热。

7、作为一种实施方式，所述光纤固定组件包括光纤夹持器和位移台；

8、所述光纤夹持器设于所述位移台上，用于夹持于所述光纤光栅的两端；所述位移台与所述控制器电性连接，所述控制器用于根据所述位置调整信息控制所述位移台移动。

9、作为一种实施方式，所述位移台为高精度纳米级位移平台，用于带动所述光纤夹持器进行纳米级移动；且/或，

10、所述位移台至少能够沿所述光纤光栅的轴向移动。

11、作为一种实施方式，所述光谱信息包括反射光光谱和透射光光谱；

12、所述光谱监测组件包括光源、光纤耦合器和光纤光栅解调仪，所述光纤耦合器与所述光源和所述光纤光栅解调仪光连接，所述光源用于提供泵浦光；

13、所述光纤耦合器用于与所述光纤光栅光连接，将所述泵浦光注入所述光纤光栅，并将所述光纤光栅的反射光信号传输给所述光纤光栅解调仪；

14、所述光纤光栅解调仪用于与所述光纤光栅光连接，根据来自所述光纤光栅的透射光信号获得透射光光谱，以及根据来自所述光纤耦合器的反射光信号获得反射光光谱，并将所述反射光光谱和所述透射光光谱输送给所述控制器。

15、作为一种实施方式，所述加热组件包括放电尖端、尖端固定件和尖端放电驱动装置；

16、所述放电尖端设于所述尖端固定件上，且与所述尖端放电驱动装置电性连接，所述放电尖端用于对所述光纤光栅放电加热；

17、所述尖端固定件和所述尖端放电驱动装置均与所述控制器电性连接，所述控制器控制所述尖端固定件移动以带动所述放电尖端移动，以及控制所述尖端放电驱动装置驱动所述放电尖端放电。

18、作为一种实施方式，所述调整装置还包括与所述控制器电性连接的照相组件，所述照相组件用于获取所述加热组件和所述光纤光栅的相对位置信息，并将所述相对位置信息传输给所述控制器，所述控制器还用于根据所述相对位置信息控制所述加热组件移动；且/或，

19、所述调整装置还包括显示组件，所述显示组件与所述控制器电性连接，所述显示组件用于显示信息。

20、作为一种实施方式，所述控制器还用于根据所述光谱信息判断所述相移峰的位置是否符合要求；若所述相移峰的位置不符要求，则根据所述光谱信息计算所述相移峰的位置调整信息。

21、本发明的第二个目的在于提供一种光纤光栅相移峰的调整方法，采用上述光纤光栅相移峰的调整装置，所述调整方法包括：

22、根据光谱监测组件的光谱信息，计算相移峰的位置调整信息；

23、根据所述位置调整信息控制光纤固定组件对光纤光栅施加沿轴向拉伸的预应力；

24、根据所述位置调整信息控制加热组件对所述光纤光栅的相移区加热。

25、作为一种实施方式，所述调整装置还包括照相组件，所述照相组件用于获取所述加热组件和所述光纤光栅的相对位置信息；在所述根据光谱监测组件的光谱信息，计算相移峰的位置调整信息之前，所述调整方法还包括：

26、根据所述相对位置信息控制所述加热组件移动。

27、作为一种实施方式，在所述根据所述位置调整信息控制加热组件对所述光纤光栅的相移区加热之后，所述调整方法还包括：

28、根据所述光谱监测组件的光谱信息判断所述相移峰的位置是否符合要求；

29、若所述相移峰的位置不符要求，则返回执行根据光谱监测组件的光谱信息，计算相移峰的位置调整信息的步骤，直至所述相移峰的位置符合要求为止。

30、作为一种实施方式，所述根据光谱监测组件的光谱信息，计算相移峰的位置调整信息中，根据如下公式进行计算：

31、

32、其中，φ表示相移峰的偏移量；当光纤光栅是有源光纤光栅时，λb表示激光激射波长，当光纤光栅是无源光纤时，λb表示相移峰的位置；neff表示有效折射率；l表示相移区偏移长度。

33、本发明提供的光纤光栅相移峰的调整装置及调整方法具有如下有益效果：

34、1)通过采用加热组件对光纤光栅的相移区进行局部加热，然后在光纤固定组件对光纤光栅施加的预应力的作用下，使得相移区产生塑形形变，从而实现对相移峰的位置调整，有效提高相移峰的质量。

35、2)通过对相移峰的位置调整，可获得更加尖锐的反射光谱相移峰，使得其在温度压力等传感应用中传感精度更高。

36、3)通过对相移峰的位置进行调整，当相移峰出现在接近布拉格反射光谱中心的位置，并且相移光纤光栅在有源光纤上写制成，则激射光波长与相移峰所在的波长相同，此时，相移区两侧相当于两个反射镜，这个波长的光在反射镜不停的反射，这样这个波长受激辐射的光子数增大，产生的激光强度也越大，所需的激光泵浦功率越低，激光激射的效率自然提升，从而对未激射激光用于dfb(distributed feedback laser，分布式反馈)激光器或者dbr(distributed bragg reflector，分布式布拉格反射)激光器的光纤光栅相移进行调控，可以降低泵浦阈值，实现更高效率激光激射。

37、因此，本发明提供的调整装置能够对光纤光栅的相移峰进行准确、稳定地调整，提高了相移峰的质量，具有广阔的市场前景。