一种制作波长可调的光纤光栅的方法 【技术领域】
本发明涉及光纤光栅制作技术领域，尤其涉及一种制作波长可调的光纤光栅的方法，该方法采用相位掩模版制作光纤光栅，能够制作出布拉格光栅、相移光栅、切趾光栅和倾斜光栅中的任意一种或至少两种的组合。
背景技术
在光纤光栅制作领域，存在驻点写入法、横向干涉法、相位掩模版法(Hill K O，Malo B，et al.Applied physical letter，1993，vol(62)，page：1035～1037)等诸多技术，采用相位掩模版制作光纤光栅已经成为目前的主流。该方法的关键是使用一个相位掩模版，该相位掩模版是一个在石英硅衬底上刻制成周期为Λ的的相位光栅。当紫外光垂直照射到相位掩模版上时，在紧靠相位掩模版后面的光纤上就刻制出周期为Λ/2的光纤光栅，光纤光栅的波长λ等于光纤光栅的有效折射率n
eff和Λ的乘积。
因为相位掩模版的周期是固定的，所以如果不外加其它措施，则制作的光纤光栅的波长也是固定的。为了得到不同波长的光纤光栅，就需要改变决定光纤光栅波长的参数n
eff或者Λ的值。目前广泛采用预加应力的方法来改变周期Λ。该方法的特点是在制作光纤光栅时，给光纤两端施加拉力使光纤发生延展，在制作完成后卸除该拉力，光栅的周期随着光纤的恢复而变小，从而达到改变光纤光栅波长的目的。虽然该方法简单实用，但由于预加应力不能过大，所以这种方法波长调节范围一定，且该方法只能实现向短波方向的波长调节。
此外还有采用改变光纤和相位掩模版距离的方法来制作具有不同波长的光纤光栅，该方法要求紫外光的相干长度要大于光纤和相位掩模版的间距，否则就无法得到高质量的光纤光栅，目前来说紫外光的相干长度一般在百微米量级，因此该方法的可行性不高。
【发明内容】
(一)要解决的技术问题
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种制作波长可调的光纤光栅的方法，以制作出各种波长的光纤光栅。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种制作波长可调的光纤光栅的方法，该方法包括：
将紫外光经光阑进入一焦距可调的透镜组；
调节该透镜组中各透镜的组合，得到具有不同发散角的会聚光束、发散光束或平行光束；
将得到具有不同发散角的会聚光束、发散光束或平行光束经相位掩模版照射在光纤上，完成光纤光栅制作。
上述方案中，该透镜组中的透镜为紫外发散透镜或者会聚透镜。
上述方案中，该透镜组中的透镜的数量至少为一个。
上述方案中，该紫外光是由准分子激光器发射的。
上述方案中，该光纤的类型是光敏光纤，或者是经增敏处理的光纤。
上述方案中，该光纤光栅的类型是布拉格光栅、相移光栅、切趾光栅和倾斜光栅中的任意一种，或者是布拉格光栅、相移光栅、切趾光栅和倾斜光栅中至少两者的组合。
(三)有益效果
本发明的优点在于，克服了采用预加应力法只能向短波方向调节的限制，可以实现向长波和短波双方向的调节，能够制作出各种波长的光纤光栅。此外，同采用改变光纤和相位掩模版距离的方法来制作具有不同波长的光纤光栅的方法相比，采用本发明制作的光纤光栅的成品率和质量要更高。
【附图说明】
为进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合实例和附图对本发明作一详细的描述，其中：
图1是本发明提供的制作波长可调的光纤光栅的方法流程图；
图2是依照本发明实施例采用相位掩模版制作光纤光栅的示意图；
图中：1为准分子激光器，2和5为紫外光，3为光阑，4为透镜组，6为相位掩模版，7为光纤，8和9分别为正一和负一级衍射紫外光。
【具体实施方式】
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
请参照图1，图1是本发明提供的制作波长可调的光纤光栅的方法流程图，该方法包括以下步骤：
步骤101：将紫外光经光阑进入一焦距可调的透镜组；
步骤102：调节该透镜组中各透镜的组合，得到具有不同发散角的会聚光束、发散光束或平行光束；
步骤103：将得到具有不同发散角的会聚光束、发散光束或平行光束经相位掩模版照射在光纤上，完成光纤光栅制作。
请参照图2，图2是依照本发明实施例采用相位掩模版制作光纤光栅的示意图，实施例具体包括以下步骤：
步骤一：氟化氪准分子激光器1发射出248nm的紫外光2，紫外光2经光阑3进入透镜组4，光阑3用来限制入射光1的尺寸，取光阑尺寸为1.8cm。
步骤二：透镜组4由两个熔石英凸透镜4a和4b组成，它们的焦距分别为12.2cm和21.5cm，通过改变两者的间距可以得到具有不同发散角的发散光路，会聚光路或平行光路。取间距为33.7cm，46.42cm和59.13cm时，得到角度为0的平行光束，角度为5度和10度的发散光束。其中透镜可采用紫外发散透镜或者会聚透镜，在透镜组合中透镜的数量最少为一个。
步骤三：经透镜组4后的紫外光束5照射在具有周期性结构的相位掩模版6(相位掩模版的周期为1058.3nm)上，从而产生出正一级衍射光8和负一级衍射光9，两束衍射光发生干涉形成沿光纤7方向的正弦型光强分布，光纤7为普通通信光纤，经载氢处理来增加其光敏性，在光强为正弦型分布的紫外光的照射下，光纤7的折射率也呈现出同样的正弦分布，这样就形成了布拉格光纤光栅。在发散光束照射下，光纤光栅的波长向长波方向调节，波长的调节量和角度成正比，他们的中心波长依次为1526.54nm，1527.05nm和1527.35nm。若采用会聚光束，光纤光栅的波长将向短波方向调节，同样波长的调节量和角度成正比。其中光纤可以是光敏光纤或经增敏处理的光纤，制作的光纤光栅的类型可以是布拉格光栅、相移光栅、切趾光栅和倾斜光栅中的任意一种，也可以是布拉格光栅、相移光栅、切趾光栅和倾斜光栅中至少两者的组合。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。