一種動態(tài)光纖光柵的形成方法及其裝置的設(shè)計的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及的是光纖光學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種動態(tài)光纖光柵的形成方法及其裝置 的設(shè)計。
【背景技術(shù)】
[0002] 長周期光纖光柵具有很好的傳輸譜特性，它把光纖芯徑傳輸?shù)膶?dǎo)模能量耦合到包 層中從而導(dǎo)致相應(yīng)波長的傳輸損耗。與短周期光纖光柵不同長周期光纖光柵屬于透射型器 件，由于無后向反射，長周期光纖光柵可避免由后向反射引起的光源振蕩在光纖通信以及 光纖傳感領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。但使用傳統(tǒng)的光柵制作方法制作的光柵，在其制作完成后 它的光纖芯徑折射率的周期性變化就已經(jīng)固定不可再改變，這給我們在某些特殊場所使用 帶來不便。
[0003] 因此，需要設(shè)計一種新型的動態(tài)光纖光柵的制作方法及裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有的光纖光柵在制作完成后無法改變光柵的周期性的缺點，本發(fā)明提 供一種新型的動態(tài)長周期光纖光柵的制作方法，脈沖光源產(chǎn)生的脈沖激光在光纖中傳播與 介質(zhì)作用產(chǎn)生光致折變效應(yīng)，能短時改變光脈沖傳播處介質(zhì)的折射率形成光柵。通過動態(tài) 改變外界施加在光纖上的脈沖激光的重復(fù)頻率以及脈沖數(shù)動態(tài)調(diào)節(jié)其光柵柵格周期以及 光柵的周期數(shù)產(chǎn)生一種動態(tài)光柵，并通過設(shè)計的裝置進(jìn)行探測。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：首先在光纖的一端連接一個周期可 調(diào)的脈沖激光光源，通過脈沖光源產(chǎn)生周期性的激光，脈沖光在光纖中傳輸由于光折變效 應(yīng)引起光纖纖芯折射率發(fā)生周期性的變化形成長周期的光纖光柵。通過調(diào)節(jié)脈沖激光重復(fù) 頻率以及脈沖數(shù)來控制光纖中光柵的周期，以及周期數(shù)。然后在光纖的另一端連接一個寬 帶光源作為探測光信號，最后在脈沖光源輸入端連接上光譜儀就能夠探測出經(jīng)過光柵后寬 帶光源的透射光譜信號。
[0006] 由于動態(tài)光柵和信號光相向而行所以光柵等效周期Λ計算公式如下：
[0008] 其中c為光速，η為折射率，f為脈沖頻率。
[0009] 動態(tài)光柵的周期與諧振波長的關(guān)系式如下（考慮光的傳播速度）：
[0010] λ"1= Λ (nco-ncl'm)/2
[0011] 其中λ為諧振波長，Λ為光柵的等效周期，η?為纖芯折射率，為包層折射率。
[0012] 本發(fā)明的有益效果是，能夠通過動態(tài)控制脈沖光源的脈沖重復(fù)頻率來改變光纖中 產(chǎn)生的光柵的周期，從而實現(xiàn)光柵諧振波長的調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)脈沖光源數(shù)來改變光柵的周 期數(shù)。當(dāng)脈沖光源脈沖頻率固定我們增大脈沖光源的工作周期則在光纖中形成的光柵周期 數(shù)也就隨著增加，透射譜在諧振波長處的損耗也逐漸增加，帶寬逐漸變窄但此時諧振波長 并不發(fā)生飄移。利用此特性我們可以用這種裝置作為一個特定波長的光源可調(diào)衰減器。當(dāng) 周期數(shù)固定增加脈沖光源的頻率，光柵的周期增加，諧振波長向長波長處漂移，利用此特性 我們可以用這種裝置作為特定波長的光源設(shè)計光開關(guān)和可調(diào)濾波器。
[0013]
【附圖說明】：
[0014] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0015] 圖1是本發(fā)明動態(tài)光纖光柵裝置原理示意圖。
[0016] 圖2是動態(tài)光纖光柵諧振波長隨光柵周期變化示意圖。
[0017] 圖3是動態(tài)光纖透射率隨光柵周期數(shù)變化示意圖。
[0018] 附圖標(biāo)記說明：1.脈沖激光光源，2.環(huán)形器，3.光纖，4.單個光脈沖，5.光柵區(qū)， 6.寬帶光源，7.探測裝置，8.諧振波長位置透射譜線，9.波長漂移后的透射譜線，10.諧振 波長位置透射譜線，11.光柵周期數(shù)變化后透射譜線。
[0019] 具體實施方法：
[0020] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0021] 實施例一：
[0022] 如圖1所示，將一個可調(diào)脈沖激光光源⑴與環(huán)形器（2)的一端口相連，環(huán)形器二 端口與光纖連接，在光纖的另一端接信號光源（5)，信號光源產(chǎn)生一個固定波長λ的信號 光。在環(huán)形器3端口連接探測裝置，探測波長λ的光經(jīng)過光柵后的透射譜。
[0023] 如圖2所示，調(diào)節(jié)脈沖激光光源脈沖頻率得到透射譜線（8)，使其在光纖中形成的 長周期光柵的透射譜諧振頻率λ。等于信號光的波長λ，此時信號光透射損耗最大，相當(dāng)于 光開光關(guān)閉。增大或減小脈沖光源的頻率，使光纖中的光柵柵格周期發(fā)生變化得到透射譜 線不同諧振波長的透射譜線（9)，從而引起諧振波長發(fā)生變化為X 1，此時信號光波長λ。處 所對應(yīng)透射損耗急劇減小相當(dāng)于光開光打開。
[0024] 因此利用上述方式形成的動態(tài)光纖光柵可以被用作光開光使用。
[0025] 實施例二：
[0026] 如圖1所示，將一個可調(diào)脈沖激光光源⑴與環(huán)形器（2)的一端口相連，環(huán)形器二 端口與光纖連接，在光纖的另一端接信號光源（5)，信號光源產(chǎn)生一個固定波長λ的信號 光。在環(huán)形器3端口連接探測裝置，探測波長λ的光經(jīng)過光柵后的透射譜。
[0027] 如圖3所示，通過改變脈沖激光器工作脈沖數(shù)來改變產(chǎn)生的動態(tài)光柵的周期數(shù)， 從而調(diào)節(jié)耦合效率。調(diào)節(jié)脈沖激光光源脈沖頻率得到透射譜線（9)，使其在光纖中形成的長 周期光柵的透射譜諧振頻率λ。等于信號光的波長λ。調(diào)節(jié)脈沖激光器的工作周期時間， 使得光纖中的光柵周期數(shù)增加，透射譜在諧振波長處的損耗也增加，得到透射譜線（10)，此 時譜線諧振波長并不發(fā)生漂移
[0028] 通過調(diào)節(jié)動態(tài)光柵的周期數(shù)來控制特定波長處的損耗來實現(xiàn)一個可調(diào)的衰減器。
【主權(quán)項】
1. 一種動態(tài)光柵的形成方法，以及相應(yīng)系統(tǒng)搭建的方法，系統(tǒng)包括脈沖激光光源（I)， 環(huán)形器（2)，光纖（3)，寬帶光源（6)，探測裝置（7)，通過可調(diào)脈沖光源產(chǎn)生的脈沖在光纖中 形成動態(tài)光柵，通過調(diào)節(jié)脈沖光源的參數(shù)來改變光柵的性質(zhì)，通過寬帶光源（6)產(chǎn)生信號， 通過探測裝置（7)來接收信號。2. 權(quán)利要求1所述一種動態(tài)光柵的形成方法，以及相應(yīng)系統(tǒng)搭建的方法，其特征在于， 寬帶光源（6)周期性的發(fā)射脈沖序列，由光致折變效應(yīng)，使光纖纖芯的折射率發(fā)生周期性 的改變，從而形成光柵（5)。3. 權(quán)利要求1所述一種動態(tài)光柵的形成方法，以及相應(yīng)系統(tǒng)搭建的方法，其特征在于， 改變脈沖光源（1)的頻率，使光柵的柵格周期改變，從而引起諧振波長發(fā)生漂移，控制在特 定波長處的透射譜損耗。4. 權(quán)利要求1所述一種動態(tài)光柵的形成方法，以及相應(yīng)系統(tǒng)搭建的方法，其特征在于， 改變脈沖光源（1)的工作周期，使光纖中光柵的周期數(shù)改變，從而引起諧振頻率處透射譜 損耗的變化。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種動態(tài)光柵的形成方法，以及相應(yīng)系統(tǒng)搭建的方法。系統(tǒng)由可調(diào)脈沖激光器、環(huán)形器、普通光纖、寬帶光源、探測器組成。通過可調(diào)脈沖激光器產(chǎn)生的光脈沖在光纖中傳播，利用脈沖光對傳播介質(zhì)的光致折變效應(yīng)形成光柵，并通過調(diào)節(jié)脈沖激光器的參數(shù)改變光柵的柵格周期，周期數(shù)形成一種動態(tài)光柵。本發(fā)明具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、光柵參數(shù)易于調(diào)節(jié)等特點。
【IPC分類】G02F1/365, G02B6/124, G02B5/18
【公開號】CN105044840
【申請?zhí)枴緾N201510461119
【發(fā)明人】冉曾令, 江源, 致曉勛
【申請人】冉曾令, 江源, 致曉勛
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年7月31日