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光纤光栅的制作及应用

2024-05-06

导读:众所周知的,在光学体系中,光的反射占据着重要的理论基础地位。而在任何一个光学系统或设备中,反射镜都是其重要的组成部分。光纤光栅作为光纤内部的反射镜,能够对反射率

众所周知的,在光学体系中,光的反射占据着重要的理论基础地位。而在任何一个光学系统或设备中,反射镜都是其重要的组成部分。光纤光栅作为光纤内部的反射镜,能够对反射率进行精确的控制,因此大大促进了光纤通讯的发展。接下来小编就将就这一热门的新兴技术,向大家介绍光纤光栅的制作与其应用前景。

光纤光栅的制作

光纤光栅介绍

自1978年搀锗光纤的光敏特性被首次发现以来,人们就开始利用它的这一特性来制作光纤光栅。而随着时代的变迁与科技的进步,光纤光栅的制造技术也在不断的改进与完善之中,从光纤写入的灵敏度到折射率的控制精度都有了极大的改善。而现在,光纤光栅成为了极具代表性与发展前途的一种光纤器件,被广泛地运用在光纤通信、光纤传感与光纤放大等领域,使光纤技术的应用范围大幅度地增广。

光纤光栅的制作

光纤光栅的制作

而在光纤光栅的种种相关技术中,最重要的莫过于光栅的制备,只要采用了合适的光源与相应的增敏技术,几乎每一种光纤上都能被写入光栅,而使光线能够反射某一频率范围内的光线。对于短周期的光纤光栅来说,由于光栅的周期较小,一般在零点几微米,我们常常会采用单脉冲写入、相位掩膜法等方法进行光栅的写入。

光纤光栅的制作

单脉冲写入法的优点在于它能在光纤制造的过程中就实现光栅的写入,能够避免对光纤造成额外损伤,以保证光线与光栅两者的完整性不受破坏。而且此方法对光源的要求较低,能够在一定程度上减小成本并进行批量生产。而相位掩膜法的优势又在于它的光栅写入不依赖于入射光线的波长,用低相干光源也能进行光栅的写入,因此能够简化成栅系统与成栅过程。不过这种方法具有掩膜制作困难的缺陷,唯有改进对相位掩膜版的要求,才能使相位掩膜法成为真正有前途的光栅写入方法。

光纤光栅的制作

光纤光栅分类:

①相移光栅:在普通的光栅的某些点上,光栅的折射率空间分布不连续而得到的。它可以看作是两个光栅的不连续的连接。它能够在周期性的光栅光谱阻带内打开一个透射窗口,使得光栅对某一波长有更高的选择的度。可以用来构造多通道的滤波器件。

②啁啾光栅:栅格间距不等的光栅。有线性的啁啾和分段啁啾光栅,主要用来做色散补偿和光纤放大器的增益平坦。

③闪耀光栅:当光栅制作时,紫外侧写光束与光纤轴不垂直时,造成其折射率的空间分布与光纤轴有一个小角度,形成闪耀光栅。

④长周期光栅:栅格周期远大于一般的光纤光栅,与普通光栅不同,它不是将某个波长的光反射,而是耦合到包层中去,目前主要用于EDFA的增益平坦和光纤传感。

⑤均匀周期光纤布喇格光栅:通常称为布喇格光栅,是最早发展起来的一种光栅,也是目前应用最广的一种光栅。折射率调制深度和栅格周期均为常数,光栅波矢方向跟光纤轴向一致。此类光栅在光纤激光器、光纤传感器、光纤波分复用/解复用等领域有重要应用价值。

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光纤光栅的特点:

光纤光栅是利用光纤材料的光敏性(外界入射光子和纤芯内锗离子相互作用引起折射率的永久性变化),在纤芯内形成空间相位光栅,其作用实质上是在纤芯内形成一个窄带的(透射或反射)滤波器或反射镜。

1)是反射型的滤波器:其他类型的滤波器是通过透射光来取得所需要的波长,而光纤光栅是通过反射光取得的;

2)退火后非常稳定:经过特殊工艺的退火后,光栅是永久不变的,我们曾经做过试验,一般28E光纤的光栅在温度达到400度时,光栅性能依然完好。

3)对于过往光信号而言是透明的:光纤光栅对透射光的损耗极低。

4)在光纤内部构成,易于与其他光设备组合成一体。

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光纤光栅能被运用在传感器、滤波器等器材中,也能被用于色散补偿领域,在未来一段时间内,光纤光栅可以说是一种使用价值最高的光学器件之一。尽管在技术上还存在着一些尚未被攻破的难点,但它必将成为实现全光通信网的一大助推器,将为人们进入全光信息时代带来极大的希望。以上就是有关光纤光栅的制作的内容,希望能对大家有所帮助!