低双折射光纤光栅的制作方法 技术领域：
本发明涉及光纤光栅，特别是一种低双折射光纤光栅的制作方法。
背景技术
宽带增益平坦的光学放大器，是增加波分复用传输系统容量的关键元件。在许多制作放大器的平坦化的方法中，基于长周期光纤光栅的增益平坦滤波器的制作方便、光谱形状灵活和低的背向反射等优点，成为很有潜力的元件。但是仍然有两大问题要克服：一是温度敏感性，二是偏振相关性。
有文献报道，可采用光纤扭转的方法来减小光纤光栅的双折射。但是这种方法容易使光纤光栅断裂，而且使用寿命很难长久。
另外，绿光(532nm附近)以及紫外光(248nm附近)对光纤的曝光，都可引起光致双折射现象，而且对于紫外光的报道，都局限于248nm附近。但是掺磷光纤或者光波导，对于248nm的紫外光的光敏性很差，而对193nm的紫外光的光敏性较好，但是由于193nm地波长很难找到合适的镀膜材料来得到高偏振度和高透射率的起偏器，所以到现在为止，仍未见到利用193nm的偏振光制作光纤光栅的报道。
发明内容：
本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种低双折射光纤光栅的制作方法，该方法不仅要求简便，而且成品率要高。
本发明的要点是利用p偏振193nm紫外激光来制作光纤光栅，并采用实时监控的方法保证所制作的光纤光栅具有优化的性能，成品率达到100％。
本发明的具体技术解决方案如下：
一种低双折射光纤光栅的制作方法，其特征在于包括以下步骤：
1、取一光纤，将其中一光纤段固定在一光纤夹具上，并使该光纤段紧贴一相位板，再在该光纤段上加盖一小的遮光物；
2、该光纤的正向输出端通过一隔离器接一光谱仪，该光纤的输入端接一荧光源；
3、开启准分子激光器使其发出的193nm的紫外激光束通过193m紫外光起偏器形成p偏振光，经准直扩束系统变成平行光，再经相位板和遮光物照射在该光纤段上，进行曝光，该p偏振光的振动方向平行于该光纤段的传输方向；
4、开启荧光源和光谱仪，通过该光谱仪监测光纤光栅的形成，当达到所需要的反射率时，停止曝光，完成光纤光栅的制作。
所述的193nm紫外光起偏器是由一顶角为2倍193nm紫外光的布儒斯特角的底座的顶角两边贴设石英板而构成。
所述的光纤为石英光纤，在制作光纤光栅之前，应在100个大气压的氢气中放置一周。
本发明的技术效果如下：
1、实验证明，利用本发明方法制作光纤光栅，成品率100％。
2、利用本发明制作的光纤光栅，其双折射低，比普通方法制作的光纤光栅的双折射至少减小了5倍。
附图说明：
图1是本发明用于制作低双折射光纤光栅的装置中193nm的紫外光起偏器4的结构示意图
图2是本发明用于制作低双折射光纤光栅的装置示意图。
图3是本发明的测试装置
图中：
1-193nm紫外光偏振器的底座；2—石英板；3—准分子激光器发出
193nm的紫外光束；4-193nm紫外光束的起偏器；5—紫外光准直扩
束系统；
6—经过准直扩束后的紫外光； 7—遮光物； 8—相位板；
9—待制作的光纤光栅；10—光纤；11—荧光源；12—隔离器；
13—光谱仪；14—光纤夹具；15—泵浦源；16—波分复用器；
17—固定F-P干涉仪；18—棱镜；19—CCD相机；20—监控器。
【具体实施方式】
先请参阅图1、图2，图1是本发明用于制作低双折射光纤光栅的装置中193nm的紫外光起偏器4的结构示意图，图2是本发明用于制作低双折射光纤光栅的装置示意图。本发明用于制作低双折射光纤光栅的装置中193nm的紫外光起偏器4是由一顶角为2倍193紫外光的布儒斯特角的底座1的顶角两边贴设有两块石英板2所构成。本发明是采用图2所示的装置制作低双折射光纤光栅的。
下面通过实施例对本发明作进一步说明：
本发明低双折射光纤光栅的制作方法的实施例，都是包括以下步骤：
①取一光纤10，将其中一光纤段9固定在一光纤夹具14上，使该光纤段9紧贴一相位板8，再在该光纤段9上加盖一小的遮光物7；
②该光纤10的正向输出端通过一隔离器12接一光谱仪13，该光纤10的输入端接一荧光源11；
③开启准分子激光器使其发出的193nm的紫外激光束3通过193m紫外光起偏器4形成p偏振光，经紫外光准直扩束系统5变成平行光，再经相位板8和遮光物7照射在光纤段9上进行曝光，该p偏振光的振动方向平行于光纤段9的传输方向；
④开启荧光源15和光谱仪13通过光谱仪13监测光纤光栅的形成，当达到所需要的反射率时，停止曝光，完成光纤光栅的制作。
实施例中，所述的光纤10是中国武汉邮电科学院制作的Yb3+光纤，在制作光纤光栅之前，应在100个大气压的氢气中放置一周。
准分子激光器出射的193nm激光束3经193m紫外光起偏器4形成p偏振光，通过准直扩束系统5成为平行光6，经过周期为724nm的相位板8，照射在10cm长的掺Yb3+光纤段9上，该光纤段9紧贴相位板8。掺Yb3+光纤10共长45cm。在10cm的光纤段9的中间，由遮光物7遮挡5mm，使紫外光不能透过。为了方便的得到光纤的初始折射率，我们首先利用图2所示的荧光源来监控光纤光栅的形成。这样，可以记录下光纤光栅最初始的布拉格波长，从而可得到光纤光栅的原始折射率。
在光纤光栅制作好之后，采用如图3所示的装置测试相移分布反馈光纤激光器的输出特性。该光纤的泵浦源15采用波长为980nm的半导体激光器，泵浦光通过波分复用器16泵浦Yb3+光纤10。在所制作的相移分布反馈光纤激光器的正向输出和反向输出端都加了1053nm的隔离器12，用以防止端面反射。激光器的正向输出接入光谱仪13，来监控激光器的输出波长。激光器的反向输出端的光通过固定F-P干涉仪17、棱镜18输入CCD相机19，由监测器20监测，用以测量激光的两个偏振模的间隔。从而可得到相应的光纤光栅的双折射。
表一列出了本发明其它几个实施例及其对比例的情况，由表可以看出，虽然光纤是同一种光纤，但由于所采用的准分子激光的偏振特性不同，所得到的光纤光栅的双折射也是不同的。使用193nm的偏振器所制作的光纤光栅的双折射比未使用偏振器的紫外光所制作的光纤光栅的双折射至少减小了5倍。
表一 未使用193nm的偏振器 使用193nm的偏振器 光纤光栅编号 1 2 3 4 5 偏振模间隔 2×10-3nm 1.67×10-3nm 7.9146×10-4nm 1.2597×10-3nm 7.8×10-4nm 光纤光栅的折射 率的变化 4.97×10-5 4.42×10-5 7.735×10-5 9.39×10-5 12.43×10-5 光纤光栅的双折 射 2.76×10-6 2.3×10-6 1.09×10-6 1.74×10-6 1.077×10-6 双折射与总的折 射率的变化的比 5.55％ 5.2％ 1.4％ 1.85％ 0.866％