基于无芯光纤的光纤布拉格光栅制作方法

摘要

本发明公开了一种基于无芯光纤的光纤布拉格光栅制作方法。本发明将无芯光纤尽量平整贴近光纤夹具上，光纤两头固定死，将光纤夹具放在三维位移平台上并使得光纤平分激光投影的圆形图案，利用电脑控制的聚焦系统调节飞秒激光头至可以在电脑屏幕上观察到光纤，可以清晰看到玻璃上的杂质之后再去找光纤，这时减慢激光头移动速度，上下前后精细移动激光头至清晰玻璃杂质和旁边模糊区域分界线，模糊区域便是光纤，将激光移至纤芯中间；进行编程，深度一般为1‑10个微米，然后进行刻写，从而形成一段带有布拉格光栅的无芯光纤。本发明具有不受电磁干扰、可以实现远距离传感、价格低廉、结构紧凑、大测量范围等优点。

主权项

基于无芯光纤的光纤布拉格光栅制作方法，其特征在于该方法包括如下步骤：步骤(1)选用一台波长为800nm飞秒激光器、一套聚焦系统、一台控制飞秒激光器和三维位移平台的计算机、一个三维位移平台、一对光纤夹具、一段无芯光纤；步骤(2)将无芯光纤放在一对光纤夹具上，将光纤夹具固定在三维位移移动平台上，调节聚焦系统使得飞秒激光器输出激光聚焦在无芯光纤表面，将计算机与三维位移平台连接，将计算机与飞秒激光器连接；步骤(3)根据光纤布拉格光栅工作原理确定制作参数；当无芯光纤放置在空气中，无芯光纤和周围空气构成了波导结构。光在由无芯光纤和周围空气构成的波导中传输，根据无芯光纤尺寸及材料折射率参数计算其有效折射率n_eff；当无芯光纤被刻写周期结构时，其反射中心波长为λ0＝2n_effΛ；其中n_eff为无芯光纤布拉格光栅的有效折射率，Λ为布拉格光栅的周期；若设定的光纤布拉格光栅的反射中心波长λ0，确定光栅周期Λ＝λ0/2n_eff；在每个光栅周期中，飞秒激光刻写长度L为5微米至50微米，宽度d为1微米至5微米，刻写深度h为1微米至10微米；步骤(4)开启飞秒激光器，由计算机控制三维位移平台和飞秒激光器，使得：从垂直光纤方向在光纤原点x＝0处刻写一个条纹，长度L为5微米至50微米，宽度d为1微米至5微米，刻写深度h为1微米至10微米；在x＝kΛ处重复刻写条纹,k为正整数；光纤光栅周期个数N范围为100至5000。