光纖光柵是一�無源器件,是利用光纖材料的光敏�,通過紫外光曝光的方法將入射光相干場圖樣寫入纖�,在纖芯�(nèi)�(chǎn)生沿纖芯軸向的折射率周期性變化,從而形成性空間的相位光柵。光纖光柵的作用�(shí)�(zhì)上是在纖芯內(nèi)形成一�(gè)窄帶�(透射或反�)濾波��反射��
1978�,加拿大通訊研究中心(CRC, Canadian Research Centre )的K.O. Hill及其合作者首次從接錯(cuò)光纖中觀察到了光子誘�(dǎo)光柵。Hill的早期光纖是采用488nm可見光波長的氛離子激光器,通過增加或延長注入光纖芯中的光輻照時(shí)間而在纖芯中形成了光柵。后來Meltz等人利用高強(qiáng)度紫外光源所形成的干涉條紋對(duì)光纖�(jìn)行側(cè)面橫向曝光在該光纖芯中產(chǎn)生折射率�(diào)制或相位光柵�
1989� G.Melts �(bào)道了從光纖的�(cè)面用激光的干涉曝光制作了光纖光�,使光纖光柵得到迅速發(fā)展�
1993� K.O. Hill提出的相位掩模制造法使光纖光柵的制造技�(shù)得到重大�(fā)�,使光纖光柵的大批量制造成為可能�
1、光纖光柵按其空間周期和折射率系�(shù)分布特性可分為:
?、傧嘁乒�?在普通光柵的某些�(diǎn)�,光柵折射率空間分布不連續(xù)而得到的。它可以看作是兩�(gè)光柵的不連續(xù)連接。它能夠在周期性光柵光譜阻帶內(nèi)打開一�(gè)透射窗口,使得光柵對(duì)某一波長有更高的選擇�??梢杂脕�?gòu)造多通道濾波器件�
?、谶惫�?柵格間距不等的光柵。有線性啁啾和分段啁啾光柵,主要用來做色散�(bǔ)償和光纖放大器的增益平坦�
③閃耀光柵:�(dāng)光柵制作�(shí),紫外側(cè)寫光束與光纖軸不垂直�(shí),造成其折射率的空間分布與光纖軸有一�(gè)小角�,形成閃耀光柵�
?、荛L周期光柵:柵格周期�(yuǎn)大于一般的光纖光柵,與普通光柵不�,它不是將某�(gè)波長的光反射,而是耦合到包層中去,目前主要用于EDFA的增益平坦和光纖傳感�
⑤均勻周期光纖布喇格光柵:通常稱為布喇格光�,是最早發(fā)展起來的一種光�,也是目前應(yīng)用最廣的一種光�。折射率�(diào)制深度和柵格周期均為常數(shù),光柵波矢方向跟光纖軸向一致。此類光柵在光纖激光器、光纖傳感器、光纖波分復(fù)�/解復(fù)用等�(lǐng)域有重要�(yīng)用價(jià)��
此外還有Tapered光纖光柵,取樣光纖光�、Tophat光柵、超�(jié)�(gòu)光柵等�
2、根�(jù)光纖光柵的成柵機(jī)理來分可分為三種:Ⅰ型、Ⅱ型和ⅡA��
①Ⅰ型光�:即最常見的光�,可成柵在任何類型的光敏光纖上,其主要特�(diǎn)是其�(dǎo)波模的反射譜跟透射譜互�(bǔ),幾乎沒有吸收或包層耦合損�;另一特點(diǎn)是容易被“擦除”,即在較低溫度(200℃左�)下光柵會(huì)�?nèi)趸蛳�?/FONT>
?、冖蛐凸�?由單�(gè)高能量光脈沖(大于0.5J/cm2)曝光形成。其透射譜只能使波長大于Bragg波長的光透射,波長小的部分被耦合到包層中損耗掉。成柵機(jī)理可理解為能量非均勻的激光脈沖被纖芯石英�(qiáng)烈放大造成纖芯物理損傷的結(jié)�。有極高的溫度穩(wěn)定�,在800℃下放置24小時(shí)無明顯變�,在1000℃環(huán)境中放置4小時(shí)后大部分光柵才消��
?、邰駻型光柵:成柵于高摻鍺(15%mol)光敏光纖或硼鍺共摻光敏光纖上,曝光時(shí)間較�。成柵機(jī)理于Ⅰ型不同。其寫入過程�:曝光開始不久,纖芯中形成Ⅰ型光柵,隨著曝光時(shí)間的增加,此光柵被部分或者完全擦�,然后再�(chǎn)生第二�(gè)光柵,即形成ⅡA型光�,其溫度�(wěn)定性優(yōu)于Ⅰ型光�,直�500℃附近才能觀察到光柵的擦除效�(yīng),更適合于在高溫下使�,如高溫傳感��
光纖光柵具有體積�、波長選擇性好、不受非線性效�(yīng)影響、極化不敏感、易于與光纖系統(tǒng)連接、便于使用和維護(hù)、帶寬范圍大、附加損耗小、器件微型化、耦合性好、可與其他光纖器件融成一體等特�,而且光纖光柵制作工藝比較成熟,易于形成規(guī)模生�(chǎn),成本低,因此它具有良好的實(shí)用�,其�(yōu)越性是其他許多器件無法替代�。這使得光纖光柵以及基于光纖光柵的器件成為全光�(wǎng)中理想的�(guān)鍵器��
光纖光柵在光纖通信系統(tǒng)中的�(yīng)� 光纖光柵作為一種新型光器件,主要用于光纖通信、光纖傳感和光信息處�。在光纖通信中實(shí)�(xiàn)許多特殊功能,應(yīng)用廣泛,可構(gòu)成的有源和無源光纖器��
維庫電子通,電子知識(shí),一查百��
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