一种相移可调的光纤布拉格光栅器件及其利记博彩app
【专利摘要】本发明适用于光栅【技术领域】，提供了一种相移可调的光纤布拉格光栅器件，包括纤芯和包层，所述纤芯上形成有光纤布拉格光栅，所述纤芯上具有一可填充流体介质的腔体，所述腔体将所述布拉格光栅分为两部分，且腔体具有与外部连通的通道。同时还提供了一种相移可调的光纤布拉格光栅器件的利记博彩app。所述的光纤布拉格光栅器件可以轻松实现相移量的线性调节，并且能保持相移量长时间稳定，同时利记博彩app也较为简单，无需配置昂贵的高精密电控位移装置来准确控制相移量。
【专利说明】一种相移可调的光纤布拉格光栅器件及其利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明属于光栅【技术领域】，尤其涉及一种相移可调的光纤布拉格光栅器件及其利记博彩app。
【背景技术】
[0002]现有技术中相移光纤光栅器件存在各种问题，比如:相移量不可调、使用的器件昂贵、相移量大小很难精确控制、产生的光纤布拉格光栅不稳定等。以下列举几种常见的产生光纤布拉格光栅的方法。
[0003]相移相位掩模板法:紫外激光通过特殊定制的相移相位掩模板形成含有相移成份的干涉条纹，从而在光纤上直接刻写相移光纤布拉格光栅。这种方法的缺点是需要特殊定制昂贵的相移掩模板，并且相移量大小不可调节。
[0004]横向全息两次曝光法:首先借助均勻周期的相位掩模板对光纤进行第一次曝光，之后通过改变入射激光波长、移动光纤前后方位或者对光纤施加应变，对光纤进行第二次曝光，两次加工得到光栅周期略有不同，从而形成相移机制。这种方法的缺点是很难精确控制引入的相移量的大小。
[0005]移动光纤法:通过移动光纤或者相位掩模板的方法来改变光纤光栅的折射率分布，这种方法的缺点是对制造系统的硬件控制机构的精度要求较高，同时还要有完善、复杂的软件程序系统做保证。
[0006]激光后处理法:通过均匀周期的相位掩模板写入光栅后，对其中一小段光栅用紫外激光或者二氧化碳激光再次进行照射，使这部分光纤的折射率进一步发生变化，直至形成所需的相移量。这种方法的缺点是激光后处理不仅改变了两段光栅之间的相位，而且导致局部的有效折射率的增加，从而引起整个光栅的谐振波长红移。
[0007]外部扰动调制法:通过对均匀周期光纤光栅的局部施加压力或者加温，从而得到相移光纤光栅。这种方法的缺点是当外界扰动消失时，相移机制也会消逝。
[0008]因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
【发明内容】
[0009]本发明所要解决的技术问题在于提供一种相移可调的光纤布拉格光栅器件，旨在解决现有技术产生的光纤布拉格光栅的相移量不稳定且不可调节的问题。
[0010]本发明是这样实现的，一种相移可调的光纤布拉格光栅器件，包括纤芯和包层，所述纤芯上形成有非相移的光纤布拉格光栅，所述纤芯上具有一可填充流体介质的腔体，所述腔体将所述光纤布拉格光栅分为两部分，且腔体具有与外部连通的通道。
[0011 ] 所述的光纤布拉格光栅器件，其中，所述腔体为球形腔体。
[0012]所述的光纤布拉格光栅器件，其中，所述通道为两个通道，分别连通所述腔体。
[0013]本发明还提供一种相移可调的光纤布拉格光栅器件的利记博彩app，包括以下步骤:
[0014]步骤1:通过非相移的相位模板在光纤的纤芯上刻写出非相移的光纤布拉格光栅；
[0015]步骤2:沿着光纤布拉格光栅将光纤切断成两部分，在其中一根断光纤的端面中心烧蚀出一小孔，然后将带有小孔的光纤端面和另一根断光纤的端面进行放电熔接，在光纤内部形成一个封闭的球形腔体；
[0016]步骤3:从形成有封闭的球形腔体的光纤的上下表面依次加工出两通道，所述两通道与所述球形腔体相连，使所述球形腔体与外界连通。
[0017]所述的相移可调的光纤布拉格光栅器件的利记博彩app，其中，所述步骤3后还包括:将光纤布拉格光栅器件浸没在流体介质中，所述流体介质完全填满球形腔体即可获得稳定的相移光纤布拉格光栅；更换球形腔体中不同折射率的流体介质能准确地调节光栅的相移量。
[0018]所述的相移可调的光纤布拉格光栅器件的利记博彩app，其中，所述步骤I中使用波长为193nm准分子激光进行刻写所述光纤布拉格光栅。
[0019]所述的相移可调的光纤布拉格光栅器件的利记博彩app，其中，所述步骤2中使用光纤切割刀在光纤布拉格光栅的中心位置进行切割光纤。
[0020]所述的相移可调的光纤布拉格光栅器件的利记博彩app，其中，所述步骤3中的通道使用飞秒激光微加工技术进行加工。
[0021]所述的相移可调的光纤布拉格光栅器件的利记博彩app，其中，所述小孔为直径小于10微米、深度小于10微米的小孔。
[0022]所述的相移可调的光纤布拉格光栅器件的利记博彩app，其中，所述光纤熔接机进行放电熔接的放电电流为16.3mA、放电时间为2s。
[0023]本发明与现有技术相比，有益效果在于:通过改变腔体中填充的不同折射率值的介质从而调节光栅的相移量，所得到的相移量不仅可以线性调节，还可以稳定地保持，且克服了相移相位掩模板法的高成本和灵活性差的缺点。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是相移可调的光纤布拉格光栅器件的结构示意图；
[0025]图2是无相移光纤布拉格光栅的光谱图；
[0026]图3是采用光纤布拉格光栅器件获得的相移光纤布拉格光栅的光谱图；
[0027]图4是本发明所述的光纤布拉格光栅器件在光学显微镜下获取的图；
[0028]图5是光纤布拉格光栅器件利记博彩app的流程图；
[0029]图6a是腔体填充了折射率为1.412的流体介质后光栅谐振波长为1579.30nm的光栅光谱图；
[0030]图6b是腔体填充了折射率为1.414的流体介质后光栅谐振波长为1579.6Inm的光栅光谱图；
[0031]图6c是腔体填充了折射率为1.418的流体介质后光栅谐振波长为1579.66nm的光栅光谱图；
[0032]图6d是腔体填充了折射率为1.422的流体介质后光栅谐振波长为1579.70nm的光栅光谱图；
[0033]图7是光栅相移峰的波长随填充不同折射率的流体介质的线性关系曲线图。【具体实施方式】
[0034]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0035]本发明相移可调的光纤布拉格光栅器件最突出的优势是光栅的相移量可以根据不同用户的需要，通过在球形腔体中填充相应折射率的流体介质不仅可以轻松实现相移量的线性调节，还可以保持相移量长时间的稳定，并且所述的光纤布拉格光栅器件的利记博彩app较为简单、无需配置昂贵的高精密电控位移装置来准确控制相移量。
[0036]如图1所不为相移可调的光纤布拉格光栅器件的结构图,所述的光纤布拉格光栅器件包括纤芯102、包层103、光纤光栅101、腔体104和通道105。光纤中包含有所述纤芯102和包层103，所述纤芯102和包层103构成全反射条件使得光可以低损耗地在所述光纤中长距离传输。所述纤芯102上形成有非相移的光纤布拉格光栅101,光纤布拉格光栅101是具有周期性的折射率调制结构，它的光学效果等同于一个窄带的反射镜，其反射波长取决于光栅的周期值。所述纤芯102上具有一可填充流体介质的腔体104，所述流体介质具有标定的折射率，所述腔体104将所述布拉格光栅分为两部分，且腔体具有与外部连通的通道105。所述腔体104用于注入不同折射率的流体介质来实现光栅相移量的调节。所述通道105为不同折射率的流体介质的注入口或流出口，所述通道105可以设置为一个、两个或者多个。所述腔体104的位置、大小以及腔体104中介质的折射率值决定了引入相移量的大小，在保持腔体104位置和尺寸不变的条件下，通过改变腔体中介质的折射率值可以实现光栅相移量的调节，从而获得一个相移可调的光纤布拉格光栅器件。优选的，所述腔体104置于所述光纤布拉格光栅101的中间位置，这样能获取到最好的光谱效果。
[0037]与上述实施例相结合，所述腔体104为球形腔体，所述光纤为单模光纤，所述通道105为两个通道，分别连通所述腔体104的相对两侧。
[0038]如图5所不,本发明还提供一种相移可调的光纤布拉格光栅器件的利记博彩app,包括以下步骤:
[0039]步骤1:使用波长为193nm准分子激光通过非相移的相位模板在光纤的纤芯上刻写出非相移的高反射率光纤布拉格光栅。
[0040]步骤2:使用光纤切割刀沿着光纤布拉格光栅的中心位置将光纤切断成两部分，在其中一根断光纤的端面中心烧蚀出一小孔，然后将带有小孔的光纤端面和另一根断光纤的端面在光纤熔接机中进行放电熔接，电极放电产生的高温和高压致使小孔急剧膨胀进而在光纤内部形成一个封闭的球形腔体，球形腔体的尺寸一方面取决于小孔的尺寸，另一方面也取决于电极的放电参数。
[0041]步骤3:从形成有封闭的球形腔体的光纤的上下表面依次加工出两通道，所述两通道与所述球形腔体相连，使所述球形腔体与外界连通，便于外界的流体介质流入和流出。
[0042]所述步骤3后还包括:将光纤布拉格光栅器件浸没在标定折射率的流体介质中，所述流体介质完全填满球形腔体即可获得稳定的相移光纤布拉格光栅；在使用时所述光纤布拉格光栅器件浸没在流体介质中，更换浸没球形腔体的不同折射率的流体介质能准确地调节光栅的相移量。[0043]与上述实施例相结合，所述步骤2中烧蚀出的小孔为直径小于10微米、深度小于10微米的小孔。所述步骤3中的通道使用飞秒激光微加工技术进行加工。
[0044]根据所述的光纤布拉格光栅器件及其利记博彩app，具体的，首先，采用ArF准分子激光(波长193nm)通过相位模板在单模光纤(Corning SMF_28e)上刻写出非相移的光纤布拉格光栅，光栅光谱如图2所201表光纤布拉格光栅器件的反射光谱,202表光纤布拉格光栅器件的透射光谱，其中光栅长度约为5mm,光栅谐振波长为1578nm,光栅反射率高于99%。然后，将光纤布拉格光栅101从中心位置处切断，利用飞秒激光微加工在其中一根断光栅的端面中心烧蚀出一个直径约3微米、深度约2微米的小孔，然后将带有小孔的光纤端面和另一根断光纤的端面在光纤熔接机中进行放电熔接，其中放电电流为16.3mA、放电时间为2s，电极放电产生的高温和高压致使小孔急剧膨胀进而在光纤内部形成一个封闭的腔体104，优选的，所述腔体为球形腔体，球形腔体直径约为50 μ m。接着，利用飞秒激光微加工技术从光纤的上下表面依次加工出一对通道105，使封闭球形腔体与外界连通。所获得光纤布拉格光栅器件的相移光谱如图3所示，在光学显微镜下看到的光纤布拉格光栅器件如图4所示。在球形腔体内填充不同折射率的流体介质，可以准确并线性地调节光栅的相移量。图6a、图6b、图6c、图6d分别对比了填充四种不同折射率的流体介质后的光栅光谱，图7总结了光栅相移峰的波长随填充流体介质折射率值的线性关系曲线。
[0045]以上所述的光纤布拉格光栅器件可以应用在如下的【技术领域】:(1)窄线宽单频光纤激光器:可调相移光栅的通透带宽极窄，可以方便地联入环形光纤激光器的环路中，同时也可以在很大程度上减小激光器的输出带宽。(2)光通信解复系统:可调相移光栅具有可改变阻带中通透窗口位置的特性，在多通道光通信系统中，可用来选择通道。例如，从单通道过来的多波信号被分为多路，每一路都配相移量不同的光纤光栅来对不同波长进行选择。
(3)光纤生化传感器:将本发明中的球形腔体作为传感器的生化反应池，当被测生化溶液反生反应导致其折射率改变，通过检测光栅相移峰的波长移动对生化反应进行监控。
[0046]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。
【权利要求】
1.一种相移可调的光纤布拉格光栅器件,包括纤芯和包层,其特征在于,所述纤芯上形成有非相移的光纤布拉格光栅，所述纤芯上具有一可填充流体介质的腔体，所述腔体将所述光纤布拉格光栅分为两部分，且腔体具有与外部连通的通道。
2.根据权利要求1所述的光纤布拉格光栅器件，其特征在于，所述腔体为球形腔体。
3.根据权利要求1所述的光纤布拉格光栅器件，其特征在于，所述通道为两个通道，分别连通所述腔体。
4.一种相移可调的光纤布拉格光栅器件的利记博彩app，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1:通过非相移的相位模板在光纤的纤芯上刻写出非相移的光纤布拉格光栅； 步骤2:沿着光纤布拉格光栅将光纤切断成两部分，在其中一根断光纤的端面中心烧蚀出一小孔，然后将带有小孔的光纤端面和另一根断光纤的端面进行放电熔接，在光纤内部形成一个封闭的球形腔体； 步骤3:从形成有封闭的球形腔体的光纤的上下表面依次加工出两通道，所述两通道与所述球形腔体相连，使所述球形腔体与外界连通。
5.根据权利要求4所述的相移可调的光纤布拉格光栅器件的利记博彩app,其特征在于，所述步骤3后还包括:将光纤布拉格光栅器件浸没在流体介质中，所述流体介质完全填满球形腔体即可获得稳定的相移光纤布拉格光栅；更换球形腔体中不同折射率的流体介质能准确地调节光栅的相移量。
6.根据权利要求4所述的相移可调的光纤布拉格光栅器件的利记博彩app,其特征在于，所述步骤I中使用波长为193nm准分子激光进行刻写所述光纤布拉格光栅。
7.根据权利要求4所述的相移可调的光纤布拉格光栅器件的利记博彩app，其特征在于，所述步骤2中使用光纤切割刀在光纤布拉格光栅的中心位置进行切割光纤。
8.根据权利要求4所述的相移可调的光纤布拉格光栅器件的利记博彩app，其特征在于，所述步骤3中的通道使用飞秒激光微加工技术进行加工。
9.根据权利要求4所述的相移可调的光纤布拉格光栅器件的利记博彩app，其特征在于，所述小孔为直径小于10微米、深度小于10微米的小孔。
10.根据权利要求4所述的相移可调的光纤布拉格光栅器件的利记博彩app，其特征在于，所述光纤熔接机进行放电熔接的放电电流为16.3mA、放电时间为2s。
【文档编号】G02B6/02GK103605179SQ201310566016
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月13日 优先权日:2013年11月13日
【发明者】廖常锐, 王义平 申请人:深圳大学