利用一块相位掩模和两块棱镜改变光纤光栅的写入Bragg波长

一种相位掩模干涉仪被用于写入不同的Bragg波长的。在该系统中,光纤光栅是由来自两可旋转棱镜所形成的紫外干涉条纹写入的,其中,相位掩模被用作&;#61617;1级衍射光的分束器。并且,当两块顶角由相位掩模的&;#61617;1级衍射角和棱镜折射率确定的棱镜的底部相互平行放置时,该相位掩模给出了Bragg波长的参考值。当Bragg波长的移位为1 nm时,棱镜最大的旋转角为1 degree,最小的旋转角是~2.4 minute。与Talbot干涉仪中平面镜的旋转角~23 second/nm相比,该相位干涉仪中棱镜的旋转精度降低了2~3个数量级。替代了许多具有不同光栅周期的相位掩模,该可调谐相位掩模干涉仪仅用一块相位掩模和两块旋转棱镜就实现了写入具有不同Bragg波长的光栅。     

楔块调整式Talbot干涉仪改变写入Bragg波长的调谐误差

在楔块调整式Talbot干涉仪中,光纤Bragg光栅的写入区为直接由相位模板衍射的±1级衍射光束形成的干涉条纹的近场干涉区,和由±1级衍射光束经两平面镜反射后形成的可调谐写入Bragg波长的干涉条纹的远场干涉区。在改变写入光纤光栅Bragg波长的过程中,光纤光栅的Bragg波长是由平面镜的交叉角决定的,而且,影响调谐精度的三种主要因素被控制在光纤光栅生产允许的范围内,即推动机构的位移误差系数Cd为～-0.08nm/μm,楔块的倾斜误差系数Cα为-0.15～0.23nm/(′),和转动机构的传动角误差系数Cβ为～-0.08nm/(′)。     

改变写入Bragg波长的干涉条纹运动的扫描式Talbot干涉仪

一种干涉条纹运动的扫描式Talbot干涉仪被用于改变光纤Bragg光栅的写入Bragg波长。在系统中,光纤光栅是由来自相位掩模的±1级衍射光经平面镜反射后在远场形成紫外干涉条纹写入的,其中,相位掩模被用作±1级衍射光的分束器。值得注意的是通过干涉条纹的运动来扫描写入光纤光栅,有效降低了Talbot干涉仪对写入光源相干性的要求。     

采用WDM技术的光纤Bragg光栅传感网络

采用绝对测量原理的波长调制技术,光纤Bragg光栅可组成并行、串行和阵列WDM拓扑结构.分析表明,光纤Bragg光栅网络的工作原理类似于一个多宽带平面镜.利用光谱仪可测量上述光纤Bragg光栅网络的反射谱,其中,光源是宽带为～40nm的掺饵光纤放大器.当网络中的光纤Bragg光栅受扰动后,受扰光栅的反射谱发生相应的变化,即Bragg波长发生相应的偏移.结果表明,当事先确定了光纤光栅的波长调制范围,反射的峰值波长能反应光纤光栅传感网络的信息.值得注意的是～3nm的波长调制范围可满足～100℃和～2000με的参量测量.     

非线性二次曝光法制作三角形光纤Bragg光栅

提出了一种利用非线性二次曝光技术制作三角形光纤Bragg光栅的新方法.该方法只使用普通Bragg位相模板,采用两次曝光技术,通过控制光纤光栅的本地谐振波长和反射率,达到控制光纤光栅谱形的目的.第一次直接对光纤曝光,用来控制光纤光栅谐振波长;第二次通过位相模板曝光,用来控制光纤光栅的反射率.考虑到光敏光纤感光特性曲线的多项e负指数变化规律,按照"分步写入光纤光栅设计软件"进行曝光分布设计,利用"分步曝光光纤光栅写入系统"进行曝光控制,使用信息产业部第46研究所生产的DCS-01型光敏光纤,得到了线性范围1.24 nm、反射率为0～64%的三角形光纤Bragg光栅.三角形光纤Bragg光栅作为光纤光栅传感解调器件,在光纤传感领域具有重要应用价值.     

利用铌酸锂晶体制作体全息光栅的设计性实验

利用双光束干涉,通过控制双光束的记录角度,在铌酸锂晶体中写入光折变体全息布拉格光栅.将该光栅应用于光通信系统中作为滤波器使用,利用ASE光源和光谱仪对其进行测试,在1 548nm波长处获得了峰值半高全宽为4nm,衍射效率为10%的滤波效果.     

用光辐照法在SBN:Cr晶体中写入动态阵列平面光波导

利用扩展的准直He-Ne激光束通过菲涅耳双棱镜所形成的干涉光场辐照SBN:Cr晶体， 同时沿晶体光轴方向施加适当的直流电场，可在晶体中形成类似于体相位光栅结构的阵列平 面光波导. 采用马赫-曾德干涉仪光路实时测量了所写入阵列平面光波导的横向折射率分布 ，其峰值接近10-4. 初步的导光测试结果表明，利用周期结构光辐照并辅以适当的外加电场在SBN:Cr晶体中写入阵列平面光波导是可行的. 并且由于SBN:Cr晶体的快速响应特性，所写入的光波导是动态的，可随着写入光的撤除而快速消失，或通过改变双光束夹角 关键词： SBN:Cr晶体 结构光辐照 阵列平面光波导 折射率分布 外电场     

中心波长1080 nm的高功率光纤光栅研制与测试

介绍了基于紫外光侧写和相位掩模法制作双包层光纤光栅的工艺,制作了一对中心波长1080 nm的光纤光栅,测试光谱得到其反射谱带宽分别为2 nm和1 nm。采用自制的光纤光栅搭建了一个高功率光纤振荡器,得到最高502 W的激光输出,并测试了输出激光的光谱和光束质量。     

有限包层半径光纤Bragg光栅的理论研究

采用光纤波导三层模型,对有限包层半径光纤Bragg光栅导模有效折射率的改变进行了理论分析,结果表明:当包层直径小于16μm时,单模光纤Bragg光栅(纤芯直径为8.3μm)的导模有效折射率才开始发生明显变化.在包层外添加外包层,通过改变外包层的折射率可以实现对光栅Bragg反射波长的调谐,同时对不同芯子直径的光栅Bragg波长移动进行了数值计算.在保证光纤归一化频率不变的前提下,芯径越小Bragg波长调谐范围越大,当包层厚度为1μm时,芯径为a＝2.2μm的光栅Bragg波长调谐范围约为3.9μm.     

光纤光栅选频掺Yb3+双包层光纤激光器

利用相位掩模法，在D形内包层掺Yb3+双包层光纤一端直接写制出Bragg光栅，用作双包层光纤激光器的输出腔镜.试验得到了线宽为0.196nm，波长为1058.2nm，最高输出功率为570mW的稳定激光输出，解决了激光器中模式竞争造成的输出不稳定现象.从速率方程出发，对激光器的输出功率与抽运功率、光栅反射率的关系以及最佳光纤长度进行了理论分析，结果与实验符合很好. 关键词： 双包层光纤光栅 掺Yb3＋双包层光纤激光器 相位掩模 速率方程     

Changing photo-written Bragg wavelengths of fiber gratings via one phase mask and four mirrors

A phase mask interferometer is developed to photo-write long gratings with arbitrary Bragg wavelengths. In this system, the fiber Bragg grating is photo-written by UV interference stripes of 193 nm reflected from two rotatable mirrors and two fixed mirrors, where the phase mask is not only used as a beam splitter, but also initialized the reference quantity of Bragg wavelength; the fixed mirrors are used for reducing the incident angle; the rotatable mirrors are used for adjusting the corresponding photo-written Bragg wavelength. It is worth noting that the photo-written length is fourfold as high as the length in the Talbot interferometer with the same mirror size.     

Variable Wavelengths Fiber Bragg Gratings Written with A Phase Mask and Four Prisms

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｓｉｎｃｅｔｈｅｆｉｂｅｒｗａｓｐｌａｃｅｄｄｉｒｅｃｔｌｙｂｅｈｉｎｄｔｈｅ ｐｈａｓｅｍａｓｋ ,ｗｈｉｃｈｗａｓｏｒｉｇｉｎａｌｌｙｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｂｙＫ .Ｏ .Ｈｉｌｌｅｔａｌ.ｉｎ 1 993[1] ,ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｈａｓｂｅｅｎｕｓｅｄｗｉｄｅｌｙｆｏｒｗｒｉｔｉｎｇｆｉｂｅｒＢｒａｇｇ ｇｒａｔｉｎｇ .Ｈｏｗｅｖｅｒ ,ｔｈｅｃｏｎｔａｃｔｔｅｃｈｎｉｑｕｅｏｆｐｈａｓｅｍａｓｋｃａｎｏｎｌｙｉｎｓｃｒｉｂｅｔｈｅｆｉｂｅｒＢｒａｇｇ ｇｒａｔｉｎｇｗｉｔｈ…     

Variable Wavelengths Fiber Bragg Gratings Written with A Phase Mask and Four Prisms

Using only one diffractive element, the Talbot interferometer provides a robust and inherently stable method for reproducing fiber Bragg gratings with variable wavelengths, and reduces the complexity of the fiber grating fabrication system. However, the usable length of the grating is limited by the practical length of the mirrors. This paper presents a phase mask with two fixed prisms and two rotational prisms to inscribe fiber Bragg gratings with variable Bragg wavelengths. In this system, the fiber Bragg grating is inscribed by UV interference stripes of 193 nm derived from two rotational prisms and two fixed prisms, where phase mask is used as a beam splitter of ±1 order diffraction light. It is noteworthy that the tunable phase mask interferometer decreases the demand of the length of prism evidently.     

双波长啁啾相移光纤光栅

理论研究并实验验证了一种含有两段π相移的啁啾相移光纤光栅.采用F矩阵对啁啾相移光纤光栅进行计算并分析了该光栅的谱特性.含有两段π相移的啁啾相移光纤光栅可以在普通啁啾光栅透射谱阻带中产生双波长透射峰,透射峰位置直接取决于光栅中π相移的位置,透射峰的线宽和透射峰的波长间隔没有关系,仅随着啁啾率的增大而增大.采用带相位掩模的逐点扫描法对含有两段π相移的双波长啁啾相移光栅进行了制作,获得波长间隔为8 nm的双波长透射谱的光栅器件.该光栅的消光比和3 dB谱线宽分别为20 dB和0.08 nm,实验结果和理论设计一致.     

Analysis on the laser beam pointing instability induced fringe shift and contrast dilution from different interferometers used for writing fiber Bragg grating

This paper presents an analysis on the effect of laser beam pointing instability on the fringe shift and hence the contrast dilution of superposed fringes from two beam interferometers. The interferometers analyzed are those commonly used in writing fiber Bragg grating (FBG) such as phase mask, bi-prism and phase mask based Talbot/Holographic type. The beam pointing instability is incorporated as slight change in the angle between two interfering beams. The relative immunity of different interferometers to laser beam pointing is discussed vs location of FBG writing plane from the beam splitter. The effect of the beam pointing was minimum in proximity FBG writing by phase mask. The effect, in terms of fringes contrast dilution, was worst in case of large length interferometers e.g. phase mask based-Talbot interferometer. For intermediate length prism interferometers, the effect was moderate. For a given length interferometer, the fringe shift was directly proportional to beam pointing angle and inversely proportional to fringe separation. Theoretical analysis is verified experimentally by studying the fringe instability of interference pattern formed by a bi-prism of angle 2^o with the copper vapour laser (CVL, λ = 510 nm) beams of different beam pointing instabilities.     

+1/-1相位掩模板和532nm激光下低损耗As_2S_3硫系光纤布喇格光栅的制备

采用改进型Sagnac干涉光栅写入系统,利用532nm准带隙光曝光源和带+1/-1衍射级的相位掩模板,在两种不同直径的低损耗As_2S_3硫系玻璃光纤上刻写布喇格光栅,并研究曝光期间光栅的动态特性.实验表明,As_2S_3光纤布喇格光栅透射峰值随光纤直径的减小而增强;在曝光过程中,布喇格波长先是较快地向短波长方向移动,随着曝光时间的延长,布喇格波长缓慢地向长波长方向回复.曝光时间为800~1 000s时,在包层直径为140μm的As_2S_3光纤上获得质量良好的布喇格光栅光谱,其透射峰值可达-2.6dB,带宽为0.37nm.对As_2S_3硫系光纤纤芯的光敏性分析结果表明,折射率调制幅度和平均折射率变化随曝光时间分别可达到10-4和10-3数量级.