專利名稱：具有長(zhǎng)周期光柵的光子晶體光纖的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖，更具體地說，涉及一種具有長(zhǎng)周期光柵的光子晶體光纖 的制備方法。
背景技術(shù)：
光子晶體光纖(PCF)是指一類在其長(zhǎng)度方向具有波長(zhǎng)尺度的微結(jié)構(gòu)的光 纖。根據(jù)它們的導(dǎo)波機(jī)制，可分為折射率引導(dǎo)型PCF和光子帶隙濾波器(PBF)。 在折射率引導(dǎo)型PCF中，通過在具有氣孔陣列的玻璃(硅)基質(zhì)中形成的降低 了折射率的波導(dǎo)覆層材料中產(chǎn)生的改進(jìn)的全內(nèi)反射，光波被約束在固態(tài)芯中。 在PBF中，光波通過從光子晶體覆層上反射而被約束在低折射率芯中。具有與 覆層帶隙相應(yīng)的傳播常數(shù)的光波不能逃離芯中，因此光波以低的損耗率沿著光 纖傳輸。
PBF中的最顯著進(jìn)步是光波在空氣芯中的傳導(dǎo)性能。因?yàn)榭諝庑綪BF中的 光波傳導(dǎo)的卓越性能，對(duì)此類光纖的理解、設(shè)計(jì)和制造已經(jīng)有了很大的進(jìn)步。
已有損耗低于1. 2dB/km的實(shí)用PBF的報(bào)道。光波在空氣中傳播具有許多 優(yōu)點(diǎn)，例如，具有較低的瑞利散射、較小的非線性、較高毀壞閾值、新的色散 特性和相對(duì)于傳統(tǒng)光學(xué)光纖的可能的較低的損耗。這些性質(zhì)很可能對(duì)光學(xué)信號(hào) 的傳播、高功率激光脈沖傳播和成形等具有持久的作用。PBF的空芯特性也允 許長(zhǎng)距離的光纖芯中強(qiáng)的光/材料相互作用，可作為開發(fā)高敏感和分布式氣體 和液體傳感器的新平臺(tái)，并用于研究氣體的非線性光學(xué)性能。為了增加技術(shù)的 影響，需要光纖中的部件，例如，需要用波長(zhǎng)/偏振選擇濾波器來操控不同波 長(zhǎng)/偏振的光波。這些部件在傳統(tǒng)玻璃光纖技術(shù)中已得到廣泛研發(fā)，但仍然無 法應(yīng)用于空芯PBF中。
長(zhǎng)周期光柵(LPG) —般是通過沿著光纖的縱向進(jìn)行折射率的周期性的擾動(dòng)而形成的。擾動(dòng)周期(A)的范圍一般在lOOMm至l腿的范圍之間。這樣的 LPG在芯模和覆層模之間產(chǎn)生耦合，共振或相位匹配波長(zhǎng)(Ares)由(l)式給 出
Ares，m =(nco-nciad,m) A (1)
其中，n。。和r^+分別是芯模和第m階覆層模的折射率。n。。和n。la"是 波長(zhǎng)的函數(shù)。通常，具有多個(gè)覆層模，式(1)在多個(gè)波長(zhǎng)處均得到滿足。滿 足式(1)的波長(zhǎng)通常是離散的，彼此之間相隔幾十nm至幾百nm。當(dāng)芯模中 的光波傳播時(shí)與LPG相互作用，那些滿足式(1)的波長(zhǎng)就耦合到覆層模并損 耗。因此，LPG可以作為選擇性地衰減芯模中的滿足式(1)的波長(zhǎng)的光譜陷 波濾波器。對(duì)于特定的光纖來說，濾波器的波長(zhǎng)可通過選擇周期A和模的階數(shù) m來設(shè)計(jì)。LPG也可作為傳感器來使用，因?yàn)閚。。和n。lad，jB A通常對(duì)例如應(yīng) 力和溫度這樣的外部環(huán)境參數(shù)敏感。尤其是n^+對(duì)靠近光纖表面的外部折射 率的改變很敏感，因此可以用于感知這樣的參數(shù)。
LPG可用傳統(tǒng)光纖、折射率引導(dǎo)型光子晶體光纖(ID PCF)來制造，也可 通過填充高折射率液體到ID PCF中得到的實(shí)芯PBF來制造。形成這樣的LPG 的主要機(jī)制是通過UV光敏性、外部施加的應(yīng)力、殘留應(yīng)力松弛、玻璃結(jié)構(gòu)改 變導(dǎo)致芯(有時(shí)也包括覆層)材料的折射率變化。然而，目前為止，至今未見有 關(guān)空氣芯PBF中的LPG的報(bào)道，可能是由于將折射率調(diào)制引入到空氣孔(超過 95%的光能量在其中)中是非常困難的。為了在這樣的空芯光纖中刻入LPG，需 要一種不同于材料的折射率擾動(dòng)的機(jī)制，因此這樣制得的光柵的性質(zhì)也可不同 于實(shí)芯折射率引導(dǎo)型光纖中的LPG的性質(zhì)。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種在空芯光纖形成LPG的機(jī)制，并提供一種 制備這樣的LPG的方法，并探討這種LPG的潛在應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及長(zhǎng)周期光柵(LPG)，其可通過周期性地改變空芯PBF中氣孔的 形狀、大小和分布而形成。光纖截面幾何形狀的周期擾動(dòng)(perturbation)共振 地將基模耦合到中間的更高階?；蝾惐砻婺?，且進(jìn)一步地耦合到準(zhǔn)連續(xù)有損耗覆層和輻射模，導(dǎo)致傳輸光譜中的凹陷(notch)。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種在空芯(空氣或真空)PBF中形成LPG的 機(jī)制，其中，通過周期性地改變沿空芯PBF縱向方向的氣孔的大小、形狀及分 布而使波導(dǎo)幾何結(jié)構(gòu)得到擾動(dòng)(perturbed)。這種機(jī)制不同于實(shí)芯光纖的LPG， 在實(shí)芯光纖中主要的擾動(dòng)是芯的材料折射率?？椎拇笮　⑿螤詈头植嫉臄_動(dòng)主 要在覆層區(qū)，在空芯的中心沒有改變或很少改變。當(dāng)孔大小、形狀圍繞芯的中 心對(duì)稱變化，擾動(dòng)可沿圓周對(duì)稱，或者當(dāng)橫截面的一個(gè)或多個(gè)氣孔區(qū)擾動(dòng)，擾 動(dòng)為非對(duì)稱。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種在空(空氣或真空)芯PBF芯和覆層或輻 射模之間產(chǎn)生共振耦合的機(jī)制。此機(jī)制不同于傳統(tǒng)的實(shí)芯光纖，因?yàn)樵诳招?PBG光纖中，芯模是耦合到更高階或類表面模，且進(jìn)一步地?cái)U(kuò)展到準(zhǔn)連續(xù)有損 覆層和輻射模，然而在傳統(tǒng)實(shí)芯光纖中，芯模(core mode)是直接耦合到離散 的覆層模(cladding mode)中。高階模或類表面模是離散的并且與基模 (fundamental mode)有相當(dāng)大的重疊，并且周期性擾動(dòng)有利于相位匹配，因此 在它們之間產(chǎn)生共振耦合。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種在空(空氣或真空)芯PBF中制造LPG 的方法。所述方法是基于使用脈沖二氧化碳激光器來橫向(transversely)掃描 光纖。激光束聚焦成直徑為10Mm到100Mm的點(diǎn)，并且脈沖寬度、重復(fù)率和平 均功率的范圍分別為lys到20ps、 1 kHz到50kHz， 0.1至'J 1W。這些參
數(shù)的確切值被以協(xié)調(diào)的方式來選擇，用以對(duì)光纖的某一小段局部加熱而不對(duì)其 它部分加熱。對(duì)于每一次橫向(transverse)掃描，沿光纖縱向約20 u m to 200 ixm長(zhǎng)的一小段受強(qiáng)熱影響，引起表面的玻璃熔融，形狀和大小改變，甚至引 起受熱區(qū)的覆層中的一些氣孔完全塌陷(collapse)。這就產(chǎn)生橫切光纖縱向的 凹陷或槽。通過以光柵周期A為間隔相鄰橫向掃描光纖N次可產(chǎn)生N個(gè)槽。槽 的深度可通過重復(fù)地掃描N個(gè)槽M次(或稱為循環(huán)次數(shù)M)來增大，M的取值 范圍為1至100。 一般規(guī)律是包括脈寬、峰值功率、重復(fù)率、掃描循環(huán)次數(shù)(M) 的制造參數(shù)的選擇應(yīng)該使這些參數(shù)的組合使得空芯中不產(chǎn)生顯著的變形，但是 橫截面的一側(cè)或更多側(cè)上的覆層氣孔產(chǎn)生部分塌陷或變形。氣孔的外環(huán)較大地變形或者甚至完全塌陷，但靠近芯的氣孔僅僅輕微的變形或不發(fā)生變形。這確 保波長(zhǎng)在共振或相位匹配波長(zhǎng)的光波能夠耦合到高階或類表面模并進(jìn)一步耦 合到延伸模和損耗，而其它波長(zhǎng)的光波仍然在基模中，且具有最小的損耗。
按照上述處理步驟得到的空芯PBF的LPG的傳輸光譜具有一個(gè)或多個(gè)凹陷 (notch)(傳輸陷落或阻帶(transmission dips or rejection bands"，其中 每個(gè)對(duì)應(yīng)于不同的更高階或類表面模。中心波長(zhǎng)可通過選擇光柵柵距A和類表 面模的階來設(shè)計(jì)。凹陷深度可通過調(diào)節(jié)制造參數(shù)來控制，例如，通過控制掃描 循環(huán)次數(shù)M來控制。
上述陷波濾波器(notch filter,或譯為帶阻濾波片)的中心波長(zhǎng)具有很小 的溫度、彎曲和外部折射率敏感度，即對(duì)溫度、彎曲和外部折射率不敏感，因 此可用作穩(wěn)定的波長(zhǎng)濾波器。多陷波梳狀濾波器可通過沿著同樣的PBF寫入多 個(gè)LPG來實(shí)現(xiàn)。
這種陷波濾波器對(duì)應(yīng)力的敏感度約為傳統(tǒng)單模光纖(SMF)的LPG對(duì)應(yīng)力 的敏感度的3倍，這就說明我們的LPG可用作具有很小的或幾乎沒有溫度、彎 曲和外部折射率敏感度的應(yīng)力傳感器。
基于二氧化碳激光器的制備技術(shù)，由于空芯PBF —側(cè)的氣孔塌陷或變形，
導(dǎo)致波導(dǎo)橫截面顯著不對(duì)稱。這使得光纖橫截面中產(chǎn)生大量的雙折射和非對(duì)稱 模場(chǎng)分布，并導(dǎo)致靠近共振波長(zhǎng)處的高達(dá)25dB的偏振相關(guān)損耗(polarization dependent loss,簡(jiǎn)禾爾PDU 。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中
圖l(a)是原始PBF橫截面的掃描電鏡(SEM)照片；
圖1 (b)是空芯PBF的一側(cè)被二氧化碳激光器處理后的PBF的SEM照片；
圖l(c)是被二氧化碳激光器處理后的一段具有凹陷部的PBF的側(cè)視圖2是制造本發(fā)明的具有長(zhǎng)周期光柵的空芯光纖的方法流程圖3是本發(fā)明的長(zhǎng)周期光柵光纖的傳輸光譜；
圖4(a)至4(c)是共振波長(zhǎng)為1523. lnm， 沿著LPG在不同位置處觀察到
6的模強(qiáng)度分布4(a)剛好在第一個(gè)凹陷前、4(b)在第6個(gè)凹陷處、4(c)第19 個(gè)凹陷處；4 (d)是偏離共振波長(zhǎng)的一個(gè)波長(zhǎng)處(1540nm、第19個(gè)凹陷處) 的模強(qiáng)度分布；
圖5(a)是共振波長(zhǎng)隨光柵柵距的變化示意圖5(b)是對(duì)應(yīng)于不同光柵柵距的傳輸光譜；
圖6 (a)是具有20個(gè)周期和395Mm光柵柵距的空芯PBF上的LPG在共振波 長(zhǎng)(1595. 8nm)附近的偏振相關(guān)損耗的示意圖6 (b)是測(cè)量到的具有20個(gè)周期和395 to的光柵柵距的空芯PBF上的LPG
的作為溫度的函數(shù)的共振波長(zhǎng)和共振波長(zhǎng)處的衰減的示意圖6 (c)是測(cè)量到的具有20個(gè)周期和395Mm的光柵柵距的空芯PBF上的LPG
的作為曲率的函數(shù)的共振波長(zhǎng)和共振波長(zhǎng)處的衰減的示意圖6 (d)是測(cè)量到的的具有20個(gè)周期和395Mm的光柵柵距的空芯PBF上的 LPG的作為應(yīng)力的函數(shù)的共振波長(zhǎng)和共振波長(zhǎng)處的衰減的示意具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和空芯PBF中的LPG的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 圖1(a)是典型的空氣/硅空芯PBF 101的橫截面示意圖。PBF 101包括空 芯PBF中的空氣芯103,多孔的空氣/硅內(nèi)覆層105 (該覆層具有大于80%的空 氣填充部分，優(yōu)選地具有大于95%的空氣填充部分)，外部硅覆層107;光波被 光子晶體覆層105反射而被約束在中心空氣芯103中。在覆層帶隙中的具有傳 播常數(shù)的光波不能逃離芯103，因此被引導(dǎo)以低的損耗沿著光纖101傳輸?？?氣/硅空芯PBF的傳輸帶或傳輸窗口是由氣孔之間的距離和氣孔的直徑或空氣 填充比率決定的。本發(fā)明的PBFIOI的主傳輸窗口從1500nm到1700nm。在傳 輸窗內(nèi)的傳輸損耗通常低于28dB/km。
如圖l(b)所示，光纖覆層中的氣孔可通過沿著光纖進(jìn)行局部加熱而產(chǎn)生 周期性的變形?？捎妹}沖二氧化碳激光器來引起變形。在此實(shí)施例中，空氣氣 孔的變形在光纖覆層的一側(cè)產(chǎn)生。二氧化碳激光器從一側(cè)來局部加熱光纖。另 外的橫截面的變形圖，例如，光纖的兩個(gè)相對(duì)側(cè)的變形，或橫截面的氣孔的圓周對(duì)稱變形可用另外的熱源來達(dá)到以產(chǎn)生LPG。
二氧化碳激光器的使用使得在光纖的表面產(chǎn)生凹陷。激光束沿著光纖以光 柵周期mu為間隔縱向移動(dòng)，并且重復(fù)同樣的過程來產(chǎn)生第二個(gè)、第三個(gè)…… 第N個(gè)凹陷。然后得到具有N個(gè)凹陷的LPG。這個(gè)制造具有N個(gè)凹陷的光纖的 過程稱為掃描循環(huán)?？梢酝ㄟ^增加掃描循環(huán)的次數(shù)來增加凹陷的深度。這樣就 可以沿著光纖表面產(chǎn)生具有所需要深度的周期性的凹陷。
圖l(c)所示的是PBF中產(chǎn)生的凹陷。每個(gè)凹陷115的寬度大約為50nm到 70nm，相鄰兩個(gè)凹陷之間的距離113為300Mm至500Mm。
需要沿著光纖軸向的周期性擾動(dòng)來達(dá)到LPG中的共振模耦合。對(duì)于本發(fā)明 的LPG來說，需要的周期性擾動(dòng)與兩個(gè)因素有關(guān)玻璃材料的應(yīng)力松弛引起的 折射率擾動(dòng)和空氣氣孔大小和形狀的改變對(duì)波導(dǎo)(幾何)結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)。在包括 將堆疊的毛細(xì)管拉制成PBF在內(nèi)的處理過程后，在玻璃中存在殘留的應(yīng)力。照
射到光纖上的二氧化碳激光束引起局部的高溫并松弛凹陷區(qū)周圍的殘留應(yīng)力， 由于光子彈性效應(yīng)而引起玻璃的折射率擾動(dòng)。然而，由于基模的絕大多數(shù) (>95%)光功率是在空氣區(qū)，應(yīng)力松弛對(duì)模折射率的影響遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)光纖和實(shí) 芯PCF。另一方面，覆層中的空氣氣孔的塌陷引起如圖l(b)所示的空氣氣孔的 形狀和大小的改變，這改變了空氣填充比例和波導(dǎo)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，并擾動(dòng)模場(chǎng)和芯、 表面和覆層模的有效折射率。空芯也可能出現(xiàn)很弱的變形。波導(dǎo)(幾何)結(jié)構(gòu) 的周期性擾動(dòng)是共振模耦合的主要機(jī)制，盡管應(yīng)力松弛引起的折射率改變也對(duì) 其產(chǎn)生了一點(diǎn)作用。
圖2所示的是用二氧化碳激光器脈沖在空芯光纖上產(chǎn)生LPG即長(zhǎng)周期光柵
的方法流程圖。
首先是步驟201:二氧化碳激光器脈沖橫向掃描空芯PBF，進(jìn)行M次。接著 是步驟203:激光束聚焦產(chǎn)生局部高溫，引起表面玻璃的熔融。然后步驟205: 改變覆層中的部分空氣氣孔的形狀和大小，甚至引起塌陷。然后是步驟207: 沿著PBF對(duì)距離N以外的的另一個(gè)位置進(jìn)行掃描。如上所述，繼續(xù)步驟207 時(shí)，凹陷的直徑大約為50Mm至70Mm，凹陷之間的距離為300Mm至500Mm。重 復(fù)步驟207，或循環(huán)步驟209多次，直到得到所需的凹陷的個(gè)數(shù)為止。實(shí)施例
用本發(fā)明得到了具有長(zhǎng)周期光柵的空芯PBF。
圖3中觀察到的共振可認(rèn)為來自于兩個(gè)步驟的過程由于這些模在擾動(dòng)區(qū) 的空間重疊，滿足相位匹配條件的光波從芯耦合到高階或類表面模，然后耦合 到擴(kuò)展模的準(zhǔn)連續(xù)模，例如，覆層和輻射模和損耗。
圖3所示的是測(cè)量到的40周期、光柵周期為430Mm的用上述步驟制得的 LPG的傳輸光譜。在1500nm到1620nm的波長(zhǎng)范圍之間有兩主要的衰減陷落 (dips)。 3dB帶寬為 5.6nm，比在具有相同數(shù)量的光柵周期的傳統(tǒng)單模光纖 (SMF)中的LPG的帶寬要窄得多。LPG的插入損耗很低，小于0.3dB，因?yàn)榻^ 大多數(shù)光波是在沒有變形的空芯中傳輸。選擇合適的制造參數(shù)對(duì)于在空氣芯 PBF中制造高質(zhì)量的LPG很關(guān)鍵。長(zhǎng)照射時(shí)間、高能脈沖引起氣孔嚴(yán)重變形或 塌陷，因此具有更高的插入損耗，而短照射時(shí)間、低能脈沖不足以在PBF中刻 上LPG。我們也制備了具有較少數(shù)目(例如，20個(gè))的光柵周期的LPG，并且 發(fā)現(xiàn)，具有較少數(shù)目的光柵周期的3dB帶寬變得較大。
采用單波長(zhǎng)可調(diào)激光器(Agilent 81600B)作為光源通過導(dǎo)入SMF-28光 纖尾纖照亮PBF，記錄下來的圖像如圖4(a)至4(d)所示。偏離共振的1540. Onrn 波長(zhǎng)處，光功率主要在空芯中的基模處，沒有觀察到清晰的覆層模(見圖 4(d))。在靠近1523. lnm的共振處，在LPG之前，光密度主要在基模中，如圖 4(a)所示。隨著光柵柵距數(shù)量的增加，在高階或類表面模和覆層模中的光能量 得到增強(qiáng)，而在基模中的光能量得到減弱，這可從圖4(b)和4(c)中的看出來。 在第19個(gè)凹陷處，基模中的大部分能量耦合出來，因此類表面模和覆層模被 清楚地觀察到，并且在空芯的中心處的光密度很弱(參見圖4(c))。耦合到覆 層模中的光波被約束在用虛線勾勒出的多孔覆層區(qū)，面向二氧化碳激光器照射 一側(cè)的類表面模的能量比其對(duì)面一側(cè)的能量更強(qiáng)。在芯中心處的具有弱密度的 近場(chǎng)圖像是二階芯模(TEm，TMch和HE》，這些模在強(qiáng)的基模下不能被看見，但 在減小了基模密度后就會(huì)更容易被看見。
為了探討作為波長(zhǎng)函數(shù)的相位匹配條件，具有不同柵距的但具有同樣數(shù)目光柵周期的6個(gè)LPG被制備在PBF中。測(cè)量到的作為光柵柵距函數(shù)的共振波長(zhǎng) 如圖5 (a)所示，共振波長(zhǎng)隨著光柵柵距的增加而減小，這與傳統(tǒng)SMF中的 LPG的情況相反。對(duì)于每一個(gè)LPG，在1500nm到1680nm之間觀測(cè)到兩個(gè)主要 的衰減凹陷，如圖5 (b)所示，這說明基模耦合到兩個(gè)不同的表面模。
圖6 (a)是具有20個(gè)周期和395Mm光柵柵距的空芯PBF上的LPG在共振波 長(zhǎng)(1595. 8nm)附近的偏振相關(guān)損耗的示意圖。
本發(fā)明也探討了空氣芯PBF的LPG對(duì)應(yīng)力、溫度、彎曲和外部折射率的反 應(yīng)。共振波長(zhǎng)的溫度敏感度和峰值傳輸衰減分別是 2. 9pm/。C和-0. 0051dB/ °C (見圖6 (b)),其比傳統(tǒng)SMF的LPG的相應(yīng)值少1到2個(gè)數(shù)量級(jí)。當(dāng)LPG 的曲率增加到13.3nT'時(shí)，共振波長(zhǎng)和峰值傳輸衰減僅僅分別改變士8pm和 0. 71dB (見圖6 (c))，其比傳統(tǒng)SMF中的LPG的相應(yīng)值少3到4個(gè)數(shù)量級(jí)。 此外，當(dāng)PGF中的LPG分別浸入到折射率為1.40、 1.45、 1. 50的折射率液體 (來自Cargill實(shí)驗(yàn)室)中時(shí)，共振波長(zhǎng)和峰值傳輸衰減幾乎不改變，而傳統(tǒng) SMF中的LPG對(duì)外部折射率非常敏感，尤其是當(dāng)折射率大約為1.45時(shí)。這些 穩(wěn)定的光學(xué)性質(zhì)有利于將它們應(yīng)用到光纖傳感器和通信設(shè)備中。隨著施加的拉 伸張力的增加，本發(fā)明的LPG的共振波長(zhǎng)向著更短的波長(zhǎng)線性移動(dòng)，應(yīng)力敏感 度為-O. 83nm/m e ，并且峰值傳輸衰減以2.03 dB/me的敏感度減小。共振波 長(zhǎng)對(duì)應(yīng)力的敏感度比傳統(tǒng)SMF中的LPG的敏感度大2倍以上，這意味著本發(fā)明 的LPG可用作對(duì)溫度、曲率和外部折射率沒有交叉敏感度的應(yīng)力傳感器。
權(quán)利要求
1、一種具有長(zhǎng)周期光柵的光子晶體光纖的制備方法，其特征在于，包括下列步驟-用二氧化碳激光脈沖“M”次橫向掃描光子晶體光纖的空芯；-將激光束聚焦在所述光子晶體光纖上的一點(diǎn)；-引起所述光子晶體光纖表面的玻璃熔融，改變所述光子晶體光纖覆層中空氣孔的形狀和大小，或者引起所述覆層中的空氣孔的塌陷；-沿著PBF對(duì)距離N外的另一個(gè)位置進(jìn)行“M”次掃描；-對(duì)距離N外的表面位置重復(fù)進(jìn)行掃描。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述"M"的范圍是1次 至100次。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚焦是將所述激光束 聚焦為直徑為10Mm至100Mm的點(diǎn)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述激光束脈沖的持續(xù)時(shí) 間為i|is至20向、頻率為lkHz至50kHz、功率為0. 1W至1W。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述長(zhǎng)周期光柵的柵距為 300Wn至500Mm。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述橫向掃描產(chǎn)生凹陷。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述凹陷的直徑為50Mm 至70Mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及用高頻、短持續(xù)時(shí)間的二氧化碳激光脈沖周期性地改變多孔覆層中的空氣孔的大小和形狀，在空氣芯光子帶隙濾波器中制備高質(zhì)量的長(zhǎng)周期光柵(LPG)。覆層孔的變化改變了波導(dǎo)結(jié)構(gòu)而不是改變形成波導(dǎo)的材料的折射率，并共振地將芯模耦合到離散的高階模或類表面模中，然后耦合到有損耗準(zhǔn)連續(xù)覆層模和輻射模。這個(gè)機(jī)制不同于其芯模直接耦合到離散的覆層模中的實(shí)芯光纖中的LPG?？招綪BF的LPG具有獨(dú)特的性質(zhì)，例如，非常大的PDL，對(duì)溫度、彎曲、外部折射率有很小的敏感度或不敏感，對(duì)應(yīng)力的敏感度很大，因此可用在通信設(shè)備和傳感器中。高階或表面模作為有用的中介的光柵形成的機(jī)制也可用于其它的PBF中，例如，用于填充低折射率液體的空芯光纖中。
文檔編號(hào)G02B6/02GK101504471SQ20091000734
公開日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2009年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月6日
發(fā)明者王義平, 偉 靳 申請(qǐng)人:香港理工大學(xué)