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1、第期2(总第4期)光子技术4年2月光纤光栅切趾技术吴强,余重秀,王葵如,忻向军,王旭,于志辉,(北京邮电大学电子工程学院163信箱北京10876),:摘要光纤光栅切趾技术是光纤光栅器件制作工艺中一种非常重要的技术世界范围内对它进行了广泛,9,。的研究本文详细介绍了种光纤光栅切趾技术的原理及实现方案对制作光纤光栅器件具有一定的参考作用:;关扭词光纤光栅联切趾1引言,、、、、、光纤光栅是一种新型光器件它具有重量轻体积小成本低和灵活方便与光纤兼容性好插入损耗低,。一!’8]:波长选择性好等优点因而在光纤通信中有着广泛的应用它在光通信中可
2、构成的器件包括光纤光栅外腔、、、、a、、、激光器半导体激光器超窄脉冲产生EDFA光纤放大器Rman光纤放大器波长转换器滤波器WDM、、、、。波分复用器光纤光栅色散补偿器OTDM延时器OCDMA编码器OADM等光纤光栅的应用儿乎渗透在。:光纤通信系统的每个角落有关专家预言光纤光栅技术和器件将为正在研究和发展的DwDM系统及全光网带来一场革命。,,,然而要实现以上功能必须制作出性能优良的光纤光栅而制作出性能优良的光纤光栅必须要有非常好的切趾技术。这是因为,不经过切趾的光纤光栅会产生非常大的的旁瓣,其时延振荡也非常明显,大的旁瓣会,,给
3、相邻的信道产生极大的串扰而大的时延振荡不能产生好的色散补偿作用因而极大地制约了光纤光栅器件的应用。没有好的切趾,光纤光栅就不可能在光纤通信系统中得到广泛的应用,所以,光纤光栅的切趾技术对于光纤光栅在光纤通信中的作用产生深远的影响。图1(a)、图1(b)分别是我们制作的不切趾和切趾光纤光栅时延曲线。(a)(b)圈1(a)不切趾和(b)切趾光纤光栅时延曲线,,,。,图1表明切趾以后光纤光栅的时延震荡明显减小可见光纤光栅的切趾是一项非常重要的技术目前,。人们研究出很多种光纤光栅的切趾技术本文详细介绍了9种常用的技术2光纤光栅切趾技术介绍
4、.【’21利用切趾相位掩膜版.川,。利用切趾相位掩膜版制作切趾光纤光栅是最传统的光纤光栅切趾方法图2是切趾相位掩膜版示意图利用聚焦电子束和湿法刻蚀技术可以制作出版槽尺寸不均匀的相位掩膜版[’”1。紫外光照射此掩膜版后,正负一级,。,衍射光的强度沿着光纤方向呈现切趾函数分布从而达到切趾的目的此法实现起来比较简单但是相位掩膜,,,;版的制作难度较大且不同的切趾函数需要不同的相位掩膜版成本很高同时这样制作出的光纤光栅平均,。折射率调制系数不是常数会出现短波震荡效应光子技术4年2月圈切趾2相位掩腆版.利2用2压电陶【川资调谐的扫描法其实验
5、装置如图所示。紫外光束经过扫描镜3反射在相位掩膜版上,光敏光纤紧贴相位掩膜版,并两头固定在微机控制的压电陶瓷平台上,压电陶瓷平台可以产生误差为snm、线性度为切.5、长度为um。20的位移,,紫外反射镜沿着光纤方向匀速运动而压电陶瓷上所加的电压随曝光点的位置改变使得光敏光纤在不同位置:,,,上产生不同程度的抖动在光纤中间位置抖动最小而在两端抖动最大造成不同位置的条纹可见度不同而,。总的曝光量是一致的这样即可制作出平均折射率调制系数为常数的切趾光纤光栅-、群共相位掩膜版“压电陶瓷砰台光敏光纤圈3利用压电肉瓷调谐的扫描切趾法2.3利用
6、徽机控制扫描速度的切趾方法。,利用微机控制扫描速度的切趾方法如图4所示其原理基本和利用压电陶瓷调谐的扫描法相似只是没有,。压电陶瓷平台紫外反射镜的移动速度是通过微机中的软件来控制的根据需要的切趾函数向微机中输入不同,、、,,的参数改变扫描移动平台的运动速度运动时间运动距离从而控制了不同位置的曝光量因而实现了光纤光栅的切趾。然而这样制作出的光纤光栅平均折射率调制系数不是常数,为达到此目的,需要二次曝光进行。:,、、反切趾其过程是第一次曝光后去掉相位掩膜版利用反切趾函数控制扫描移动平台的运动速度运动时间,。,,运动距离过程与第一次曝光
7、过程互补经过两次曝光光栅的平均折射率调制系数为常数且实现了切趾调制。-、彩共相位掩膜版光敏光纤圈4利用徽机控制扫描速度的切趾方法2.4利用徽机控制扫描镜抖动的切趾方法【,幻该方法的实验装置如图5所示。紫外光经过紫外反射镜的反射将其入射到相位掩膜版上后照射在光敏光纤,。,,上从而制作出光纤光栅如果在制作过程中对紫外反射镜进行微小的扰动使其轻微抖动就会使得光栅的,,。,,条纹可见度降低抖动越大条纹越模糊为实现切趾通过微机控制紫外反射镜的抖动幅度在光栅的中间时抖动最小,而向两端抖动逐渐加大,从而造成光纤光栅两端模糊,中间清晰的切趾调制,
8、同时保证r光栅有效折射率调制系数为常数。第2期总第期)(4光子技术二妙!}紫外激光器相位掩膜版光敏光纤圈5利用徽机控制扫描镜抖动的切趾方法25控制紫外光激光器的发射.功率进行切趾,,,其实验装置如图所示6在制作光纤光栅时通过微机控制紫外光激光器的出
