国外研究现状:1999年来自日本的YukiKondo等人[7]研发出使用聚焦的红外飞秒激光在普通单模光纤中制造长周期光栅的技术,并且着重研究了制造出光栅的热稳定性。利用逐点刻写法,制造出周期为,长度为的长周期光栅。实验表明,相对于传统紫外光照射法制造出的光栅,该方法制造出的光栅具有更好的热稳定性和耐老化性,在500℃的高温下仍能保持原本的光学特性。81858

2004年同样是来自日本的T。Fujii等人[8]对飞秒激光逐点写入的方法进行改进,其目的是降低背景损耗和改善其光谱特性。利用焦点白光的精确对焦技术,使得折射率调制准确地被写入纤芯的中心。其背景损耗可被降至0。26dB,而测得的损耗峰的中心波长与光栅周期的线性关系也更为紧密。该改进大大提升了光栅逐点写入的可控性,为其投入实际应用做出贡献。

2004年来自法国的FrancisHindle等人[9]尝试了利用飞秒激光逐点写入技术,第一次在纯净的石英光纤中写入光栅。通过对比发现用纯净的石英光纤制造光栅需要更大的激光能量。同时文章通过实验数据表明,折射率调制区域的偏离对于光栅的光谱特性将产生巨大影响。通过改进工艺和对刻写激光脉冲的精确掌握,使得他们制造出的光栅品质较以往有所提升。

逐点刻写的方法多用于长周期光栅的制造。2004年,来自德国的ElodieWikszak等人[10]利用紧聚焦的飞秒激光实现了布拉格光纤光栅的制造。制造出的光栅周期为,长度为,而反射率可达9。2%。2006年英国的A.Martinez等人[11]采用逐点刻写法,将波长为、脉宽、重复频率为的脉冲激光通过高倍显微物镜聚集,成功地在标准单模通信光纤中写入了LPFG。并采用波长为、、、及的飞秒激光在标准单模通信光纤、光子晶体光纤、中空光纤、纯石英单模光纤及光敏光纤等不同光纤内成功刻写了LPFG。论文网

2012年来自爱尔兰的BryanJ.O’Regan[12]采用紫外(波长为258nm)飞秒激光成功地在标准单模光纤中刻写了LPFG,但是写入速度低于通常采用的红外(波长为800nm)飞秒激光。当提高刻写激光的功率,则可导致纤芯以及纤芯周围光纤折射率的改变,从而在短波长处出现一个包层折射率调制带来的附加谐振峰,该谐振峰具有较高的温度灵敏性,同时具有较高的温度稳定性。

2015年,来自俄罗斯的A。V。Dostovalov等人[13],采用窄缝孔径飞秒激光束制成LPFG。由于纤芯调制区域更为均匀,其背景损耗可降至,相比于高斯光束写入的光栅,具有更强的共振峰。LPFG的吸收峰值也达到了并且具有较高的复现性。

国内研究现状

2006年,南开大学的张楠等人[14]发现在激光刻写的过程中,光纤移动速率的升高会导致折射率调制区域尺寸的减小。通过选取合适的激光聚焦参数(800nm,300fs,1kHz),以及合适的光栅移动速率(),折射率调制可以严格限定在光纤中,所制造出的光栅具有更为平稳的投射光谱。

2009年,香港理工大学的ShujingLiu等人[15],利用800nm,120fs,1kHz的飞秒激光脉冲,同时尝试利用光学显微镜实时观测刻写过程中飞秒激光在纤芯中的聚焦位置,从而控制调制区域在纤芯中央。在SMF-28e型光纤中制造出具有60光栅周期,谐振强度为15dB的LPFG。其缺点是所刻写的光纤光栅后向反射损耗偏大,且光谱重复性较差。

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