【技術實現步驟摘要】
本公開涉及光纖光柵制備，更具體地，涉及一種用于制作切趾光纖光柵的飛秒激光刻寫系統。
技術介紹
1、在進行光纖光柵制作時，均勻光纖光柵的折射率調制深度在光柵兩端邊界處突變，產生“法布里-珀羅”效應，在光譜兩側引起較大旁瓣。旁瓣過高會在波分復用系統、調q激光器、高性能光纖激光器等實際應用中引起信號串擾、系統不穩定、線寬展寬等諸多問題，限制了光纖光柵的進一步發展和應用。為了提高光纖光柵的邊模抑制比，可以采用切趾技術，能夠有效抑制旁瓣，這對推動光纖光柵的廣泛應用具有重要意義。
2、傳統切趾方法均依賴相位掩膜板，主要包括切趾相位掩膜板法、變跡切趾板法和掃描寫入法，前兩者切趾類型與柵區長度都受限于相位掩膜板和光束切趾板，后者切趾質量受限于壓電陶瓷的本身的精度與電機運動執行情況，制備效率低且靈活性很差。而飛秒激光直寫技術具有靈活性高、無需相位掩膜板和重復性好等優點，使得切趾光纖光柵的制備更加高效和便捷。
3、現已有研究使用飛秒激光直寫技術制備切趾光纖光柵，目前常用的方法有四種：傾斜切趾法、調整飛秒激光能量法、逐線法和逐面法，現有飛秒直寫切趾光纖光柵制備技術主要依賴半波片和步進電機等器件調控激光能量，或通過位移臺的多維同步與連續變化運動實現切趾，使得切趾效果極易受到刻寫工藝和環境誤差的影響。此外，飛秒激光與透明材料之間的相互作用具有高度非線性，現有技術受到能量控制精度和折射率調制包絡精度的限制，無法精確控制折射率調制幅度的變化，使得切趾效果受到限制。
4、光纖光柵的折射率調制深度分布按切趾包絡變化的高精度控制
技術實現思路
1、（一）要解決的技術問題
2、本公開提供了一種用于制作切趾光纖光柵的飛秒激光刻寫系統，用于至少部分解決上述技術問題之一。
3、（二）技術方案
4、本公開提供一種用于制作切趾光纖光柵的飛秒激光刻寫系統，該系統包括：飛秒激光器，用于輸出激光，激光用于調節光纖的折射率，光纖中每一折射率調制點對應的激光脈沖數不同；其中，激光脈沖數基于預設的切趾包絡函數確定；調節模塊，用于對輸出的激光的傳播方向和激光參數進行調節；位移平臺，用于移動光纖，使激光能夠精確的照射到光纖中對應的折射率調制點，以進行折射率調制，得到切趾光纖光柵；控制模塊，用于基于預設的切趾包絡函數確定每一折射率調制點對應的激光脈沖數，調節飛秒激光器的激光輸出參數，以及，控制位移平臺的移動參數。
5、根據本公開的實施例，調節模塊包括：第一傳輸模塊，用于改變激光的傳播方向并擴大激光光束的直徑；第一調節模塊，用于對激光的功率以及偏振態進行調節，得到第一激光；第二調節模塊，用于調節第一激光光束的直徑和形狀，將調節后的第一激光光束聚焦在光纖中對應的折射率調制點上。
6、根據本公開的實施例，第一傳輸模塊，包括：高反鏡，用于改變飛秒激光器射出的激光的傳播方向，將激光反射至擴束鏡；擴束鏡，用于擴大激光光束的直徑。
7、根據本公開的實施例，第一調節模塊，包括：電動激光功率衰減器，用于調節激光功率；偏振器組，用于調控激光的偏振態，得到第一激光。
8、根據本公開的實施例，第二調節模塊包括：光闌限束器，用于限制第一激光光束的直徑和形狀；物鏡，用于將第一激光光束聚焦到光纖中的折射率調制點。
9、根據本公開的實施例，飛秒激光器輸出的激光單脈沖能量在切趾過程中保持恒定，激光脈沖數基于預設的切趾包絡函數變化。
10、根據本公開的實施例，預設的切趾包絡函數包括：高斯函數、漢明函數、布萊克曼函數、升余弦函數、tanh函數、cauchy函數、sinc函數。
11、根據本公開的實施例，切趾光纖光柵的結構是基于飛秒激光直寫法寫入的，飛秒激光直寫法包括逐點法、逐線法、逐平面法。
12、根據本公開的實施例，系統還包括光譜儀、寬帶光源和環形器，所述光譜儀、寬帶光源和環形器用于實時監測由切趾光纖光柵結構帶來的光譜變化。
13、根據本公開的實施例，該系統還包括：led光源，設置于位移平臺下方，用于對位移平臺進行照明；圖像傳感器，用于實時捕捉位移平臺上切趾光纖光柵結構的圖像，以供控制模塊進行實時監測。
14、（三）有益效果
15、本公開提供的用于制作切趾光纖光柵的飛秒激光刻寫系統至少包括以下有益效果：
16、通過控制模塊中的預設程序即可控制激光脈沖數的高精度變化，精確控制折射率調制深度按切趾包絡變化，從而實現光纖光柵折射率調制深度的精細調控和任意切趾，可以顯著提升切趾效果，并降低了對激光能量調節和位移平臺運動的高精度需求，具有更好的一致性和靈活性，為高性能光纖光柵的制備提供了一種有效的新途徑。
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1.一種用于制作切趾光纖光柵的飛秒激光刻寫系統，其特征在于，所述系統包括：
2.根據權利要求1所述的飛秒激光刻寫系統，其特征在于，所述調節模塊包括：
3.根據權利要求2所述的飛秒激光刻寫系統，其特征在于，所述第一傳輸模塊，包括：
4.根據權利要求2所述的飛秒激光刻寫系統，其特征在于，所述第一調節模塊，包括：
5.根據權利要求2所述的飛秒激光刻寫系統，其特征在于，所述第二調節模塊包括：
6.根據權利要求1所述的飛秒激光刻寫系統，其特征在于，所述飛秒激光器輸出的激光單脈沖能量在切趾過程中保持恒定，所述激光脈沖數基于預設的切趾包絡函數變化。
7.根據權利要求6所述的飛秒激光刻寫系統，其特征在于，所述預設的切趾包絡函數包括：高斯函數、漢明函數、布萊克曼函數、升余弦函數、Tanh函數、Cauchy函數、sinc函數。
8.根據權利要求6所述的飛秒激光刻寫系統，其特征在于，所述切趾光纖光柵的結構是基于飛秒激光直寫法寫入的，所述飛秒激光直寫法包括逐點法、逐線法、逐平面法。
9.根據權利要求1所述的飛
10.根據權利要求1所述的飛秒激光刻寫系統，其特征在于，所述系統還包括：
...【技術特征摘要】
1.一種用于制作切趾光纖光柵的飛秒激光刻寫系統，其特征在于，所述系統包括：
2.根據權利要求1所述的飛秒激光刻寫系統，其特征在于，所述調節模塊包括：
3.根據權利要求2所述的飛秒激光刻寫系統，其特征在于，所述第一傳輸模塊，包括：
4.根據權利要求2所述的飛秒激光刻寫系統，其特征在于，所述第一調節模塊，包括：
5.根據權利要求2所述的飛秒激光刻寫系統，其特征在于，所述第二調節模塊包括：
6.根據權利要求1所述的飛秒激光刻寫系統，其特征在于，所述飛秒激光器輸出的激光單脈沖能量在切趾過程中保持恒定，所述激光脈沖數基于預設的切趾包絡函數變化。
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【專利技術屬性】
技術研發人員：趙園菁，黃穩柱，張文濤，杜彥良，
申請(專利權)人：中國科學院半導體研究所，
類型：發明
國別省市：
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