一種螺旋光纖光柵的刻寫(xiě)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種螺旋光纖光柵的刻寫(xiě)裝置，其結(jié)構(gòu)包括：紫外光源（101）、準(zhǔn)直聚焦透鏡（102）、掩模板（103）、電機(jī)控制系統(tǒng)，其中電機(jī)控制系統(tǒng)主要由旋轉(zhuǎn)電機(jī)和前進(jìn)電機(jī)組成。本發(fā)明可以刻寫(xiě)布拉格型螺旋光纖光柵和長(zhǎng)周期螺旋光纖光柵，利用刻寫(xiě)的螺旋光纖光柵能夠產(chǎn)生渦旋光束和對(duì)光束的偏振控制。該發(fā)明的結(jié)構(gòu)明晰，穩(wěn)定性高，制作簡(jiǎn)單。
【專利說(shuō)明】—種螺旋光纖光柵的刻寫(xiě)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及刻寫(xiě)光纖光柵的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種螺旋光纖光柵的刻寫(xiě)裝置，采用掩模板法單面曝光刻寫(xiě)的螺旋光纖光柵。
【背景技術(shù)】
[0002]渦旋光束的特性在于在光束橫截面上相位具有空間非均勻分布，光束攜帶了一定的軌道角動(dòng)量分布，其中心點(diǎn)位相具有奇異性。此光束在高數(shù)值孔徑透鏡聚焦下能產(chǎn)生特殊的場(chǎng)分布，在微結(jié)構(gòu)操控和量子通信等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。采用單面曝光技術(shù)將光纖刻寫(xiě)成螺旋型光柵，從而在光纖中激發(fā)出潤(rùn)旋光束。
[0003]另外隨著光纖通信和光纖傳感技術(shù)的快速發(fā)展，人們對(duì)全光纖型光波調(diào)制器件的功能及性能提出了更高要求，手征光纖光柵因其具有圓偏振選擇特性而備受關(guān)注，采用單面曝光技術(shù)將光纖刻寫(xiě)成長(zhǎng)周期螺旋型光柵，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光束的偏振控制。
[0004]目前國(guó)內(nèi)外報(bào)道的螺旋型光柵大多數(shù)是采用應(yīng)力扭曲的方法，生成的螺旋光柵周期大都在10_4量級(jí)，屬于長(zhǎng)周期螺旋光柵，短周期的布拉格螺旋光柵難以實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題為:為了克服【背景技術(shù)】中所述缺陷，本發(fā)明提供一種螺旋光纖光柵的刻寫(xiě)裝置，其實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單，成本較低。本發(fā)明是利用掩模板，采用單面曝光技術(shù)在光柵橫截面上產(chǎn)生非對(duì)稱的橫向折射率調(diào)制，單面曝光技術(shù)在光柵的寫(xiě)入過(guò)程中，纖芯區(qū)折射率隨刻寫(xiě)深度的變化呈遞減的指數(shù)函數(shù)形式，采用此技術(shù)可以制作短周期的布拉格螺旋型光柵。除此之外，也可以換用振幅型掩模板刻寫(xiě)長(zhǎng)周期螺旋型光纖光柵。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案為:一種螺旋光纖光柵的刻寫(xiě)裝置，其結(jié)構(gòu)由紫外光源、準(zhǔn)直聚焦透鏡、掩模板、旋轉(zhuǎn)電機(jī)和前進(jìn)電機(jī)組成，紫外光源產(chǎn)生的紫外光，經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直聚焦透鏡后照射到掩模板上，當(dāng)采用相位掩模板刻寫(xiě)短周期布拉格螺旋光柵時(shí)，透射光通過(guò)相位掩模板后能夠產(chǎn)生±1級(jí)衍射，衍射光形成的干涉光對(duì)被刻寫(xiě)的光纖進(jìn)行曝光。當(dāng)采用振幅型掩模板刻寫(xiě)長(zhǎng)周期螺旋光柵時(shí)，掩模板上透光部分直接在光纖上進(jìn)行曝光?？虒?xiě)采用的是單面曝光技術(shù)，刻寫(xiě)具有一定的深度，刻寫(xiě)的過(guò)程中旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動(dòng)光纖旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)能夠向兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，前進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)光纖向前移動(dòng)，調(diào)節(jié)兩個(gè)電機(jī)的周期，使光纖在前進(jìn)一個(gè)刻寫(xiě)周期Λ的同時(shí)，光纖旋轉(zhuǎn)一周，這樣就能夠?qū)⒐饫w刻寫(xiě)成具有一定深度的螺旋型，用V表示前進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)光纖前進(jìn)的速率，ω表示旋轉(zhuǎn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)光
纖旋轉(zhuǎn)的角速度大小，Λ表示所要刻寫(xiě)的光柵的周期，它們之間的關(guān)系是
【權(quán)利要求】
1.一種螺旋光纖光柵的刻寫(xiě)裝置，其特征在于:其結(jié)構(gòu)由紫外光源(101)、準(zhǔn)直聚焦透鏡(102)、掩模板(103)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)(105)和前進(jìn)電機(jī)(106)組成，紫外光源(101)產(chǎn)生的紫外光，經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直聚焦透鏡(102)后照射到掩模板(103)上，當(dāng)采用相位掩模板刻寫(xiě)短周期布拉格螺旋光柵時(shí)，透射光通過(guò)相位掩模板后能夠產(chǎn)生±1級(jí)衍射，衍射光形成的干涉光對(duì)被刻寫(xiě)的光纖(104)進(jìn)行曝光；當(dāng)采用振幅型掩模板刻寫(xiě)長(zhǎng)周期螺旋光柵時(shí)，掩模板上透光部分直接在光纖(104)上進(jìn)行曝光；刻寫(xiě)采用的是單面曝光技術(shù)，刻寫(xiě)具有一定的深度(107)，刻寫(xiě)的過(guò)程中旋轉(zhuǎn)電機(jī)(105)帶動(dòng)光纖旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)(105)能夠向兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，前進(jìn)電機(jī)(106)帶動(dòng)光纖向前移動(dòng)，調(diào)節(jié)兩個(gè)電機(jī)的周期，使光纖在前進(jìn)一個(gè)刻寫(xiě)周期Λ的同時(shí)，光纖旋轉(zhuǎn)一周，這樣就能夠?qū)⒐饫w刻寫(xiě)成具有一定深度的螺旋型，用V表示前進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)光纖前進(jìn)的速率，ω表示旋轉(zhuǎn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)光纖旋轉(zhuǎn)的角速度大小，Λ表示所要刻寫(xiě)的光柵的周期，它們之間的關(guān)系是
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺旋光纖光柵的刻寫(xiě)裝置，其特征在于:所述的紫外光源(101)為氬離子激光器或準(zhǔn)分子激光器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺旋光纖光柵的刻寫(xiě)裝置，其特征在于:掩模板是刻寫(xiě)布拉格光纖光柵的相位掩模板，或者是刻寫(xiě)長(zhǎng)周期的振幅型掩模板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺旋光纖光柵的刻寫(xiě)裝置，其特征在于:前進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)被刻寫(xiě)的光纖沿軸向向前移動(dòng)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)能夠帶動(dòng)被刻寫(xiě)的光纖繞軸向旋轉(zhuǎn)。
【文檔編號(hào)】G02B6/02GK103605180SQ201310590046
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】張曉強(qiáng), 王安廷, 林中晰, 許立新 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)