光纤光栅写入方法

一．长周期光纤光栅的制作1）振幅掩模法 a UV 曝光振幅掩摸板写入不采用衍射光束干涉条纹“模制”折射率调制图案的办法，而是模板上刻好该图案，通过光学系统，将之投射到光纤上，纤芯折射率发生相应的变化而成栅的[16]。

写入后对其退火，以稳定光学特性。

振幅掩模板通常用于长周期光纤光栅的写入。

实验装置如图1所示。

因为长周期光纤光栅的周期一般为几百微米，掩模板的制作很方便，而且精确，容易得到保证，所以用这种方法制作的光栅，其一致性和光谱特性比较好，而且对紫外光的相干性没有要求。

图1 振幅掩模法制作LPFG 的实验装置b 离子注入将高能量离子注入到各种石英玻璃中可以产生高达约10-2的折射率变化。

利用这一特性可以用离子注入法在石英光纤中制作高性能的光纤光栅。

将高能量He 2+注入到光纤中制作LPFG [17]。

实验中所使用的方法是振幅掩模法，制作原理如图2所示。

经加速后的高能量He 2+通过金属掩模板注入到光纤上，加速能量为5．1MeV 。

掩模周期为170μm ，间距为60μm ，共29个周期。

注入20×1015He 2+／cm 2剂量后，在普通通信光纤中制作了在14l0nm 处约16dB 大损耗峰的LPFG 。

离子注入法产生折射率变化的机理可能是玻璃结构的致密化。

它的缺点是在包层中会感生很高的折射率变化。

不过，这一缺点可以通过选择窄间距的掩模板，使离子只注入到纤芯中来解决。

通过选择短周期的掩模板，也可以制作FBG 。

离 子图2 离子注入法写入LPFG 示意图2） 电弧感生微弯法利用电弧导致的永久微弯制造灵活剖面控制的LPFG [18]，如图所示。

光纤去除护套后，用两个相距5.5cm 的夹具笔直固定，然后将一个夹具沿与光纤轴向正交的方向向下位移大约100μm ，从而在光纤上产生一个横向的应力。

电弧在某一点放电时，在剪切应力的作用下产生微弯，微弯的幅度典型值小于1μm ，用这种方法制作的光栅谐振波长只与光栅周期有关，而与耦合强度无关，所以光栅的中心波长、反射率等特性易于控制。

使用飞秒激光刻写光纤光栅的装置及方法《使用飞秒激光刻写光纤光栅的装置及方法》1. 引言光纤光栅是一种重要的光纤传感器元件，它广泛应用于通信、传感、激光等领域。

使用飞秒激光刻写光纤光栅的装置及方法，已成为目前研究和生产中的热点之一。

2. 飞秒激光刻写光纤光栅的原理飞秒激光刻写光纤光栅的原理基于飞秒激光的特性，其极短的脉冲宽度和高光强度使其能够在光纤表面产生微小的周期性变化，从而形成光栅结构。

3. 飞秒激光刻写光纤光栅的装置设计飞秒激光刻写光纤光栅的装置主要包括飞秒激光器、聚焦光学系统、光栅控制系统等部分。

其中，飞秒激光器是核心部件，其稳定的输出和精确的脉冲控制对光栅的质量和性能至关重要。

4. 飞秒激光刻写光纤光栅的刻写方法飞秒激光刻写光纤光栅的刻写方法包括直写法、点-by-point法和光栅内写法等。

不同的方法适用于不同的光栅结构和应用场景，需要根据具体情况进行选择。

5. 飞秒激光刻写光纤光栅的应用飞秒激光刻写光纤光栅在通信和传感领域有着广泛的应用，如光纤传感器、激光频率标准等。

其优越的性能和灵活的制备方式使其成为了研究和产业界的热门话题。

6. 我的观点和理解作为研究光纤光栅多年的从业者，我认为飞秒激光刻写光纤光栅的装置及方法是一种非常有潜力的制备技术。

它不仅能够改善光栅的制备效率和质量，还能拓展光栅在各个领域的应用。

总结飞秒激光刻写光纤光栅的装置及方法是一种先进的制备技术，其在光纤光栅领域的应用前景广阔。

我希望通过本文的介绍和分析，能够帮助读者更全面、深刻地理解这一技术，并为相关领域的研究和应用提供一些参考和启发。

通过以上内容，我们详细介绍了使用飞秒激光刻写光纤光栅的装置及方法，阐述了其原理、设计、方法、应用以及个人观点和理解。

希望这篇文章能够帮助您更深入地了解这一前沿技术，为您的学习和研究带来一定的帮助。

飞秒激光刻写光纤光栅的装置及方法作为一种先进的制备技术，其在光纤光栅领域的应用前景广阔。

而在实际应用中，为了更好地实现光栅的精确刻写和优化性能，需要对其装置及方法进行进一步的研究和改进。

光栅的结构及工作原理光栅是一种具有周期性结构的光学元件，广泛应用于光谱分析、激光器、光通信等领域。

它通过光的衍射和干涉效应，实现对光的分光和波长选择。

下面将详细介绍光栅的结构和工作原理。

一、光栅的结构光栅的基本结构由一系列平行的凹槽或凸槽组成，这些凹槽或凸槽按照一定的周期性排列。

根据凹槽或凸槽的形状，光栅可分为光栅片和光纤光栅两种类型。

1. 光栅片：光栅片是将光栅结构刻在光学材料表面的一种光学元件。

常见的光栅片有平面光栅、球面光栅和棱镜光栅等。

其中，平面光栅的凹槽或凸槽是平行于光栅表面的，球面光栅的凹槽或凸槽则沿着球面的曲线排列，而棱镜光栅则是在棱镜的表面刻上一系列平行的凹槽或凸槽。

2. 光纤光栅：光纤光栅是将光栅结构写入光纤芯部的一种光学元件。

光纤光栅可以通过控制光纤内部的折射率分布，实现对光的调控。

光纤光栅的结构可以分为周期性光纤光栅和非周期性光纤光栅两种类型。

二、光栅的工作原理光栅的工作原理基于光的衍射和干涉效应。

当入射光照射到光栅上时，光栅的周期性结构会导致光的衍射现象发生。

根据衍射定律，入射光波的波长和入射角度决定了衍射光的出射方向和强度分布。

1. 衍射效应：光栅的周期性结构使得入射光波在通过光栅时会发生衍射。

根据光栅的周期和入射角度，不同波长的光会以不同的角度进行衍射。

这种现象被称为光栅的分光作用。

通过调整光栅的周期，可以实现对不同波长光的分离和选择。

2. 干涉效应：光栅的周期性结构还会导致入射光波的干涉现象。

当入射光波通过光栅时，不同波长的光会与光栅的凹槽或凸槽发生干涉。

这种干涉现象会导致衍射光的强度分布出现明暗相间的条纹，称为干涉条纹。

通过观察干涉条纹的形态和位置，可以推断出入射光波的波长和入射角度。

三、光栅的应用光栅作为一种重要的光学元件，具有广泛的应用领域。

1. 光谱分析：光栅可以将入射光波按照不同波长进行分光，从而实现对光谱的分析。

在光谱仪、分光光度计等仪器中，光栅常用于分离和选择特定波长的光。

使用飞秒激光刻写光纤光栅的装置及方法一、概述在光通信领域，光纤光栅是一种非常重要的光学元件，它可以实现光的波长选择和调制。

然而，传统的光纤光栅制作方法存在一些局限性，比如制作周期性结构的难度大，制作效率低等。

而使用飞秒激光刻写技术，可以有效地解决这些问题，因此在光通信领域中得到了广泛的应用。

二、飞秒激光刻写光纤光栅的基本原理飞秒激光刻写技术是利用飞秒激光对材料表面进行微纳加工的一种先进加工技术。

飞秒激光具有极短的脉冲宽度和高峰值功率，可以在材料表面产生非线性光吸收和等离子体产生，从而实现对材料表面的微纳加工。

利用飞秒激光刻写技术制作光纤光栅的基本原理是通过飞秒激光在光纤表面产生周期性的折射率变化，从而形成光栅结构。

三、使用飞秒激光刻写光纤光栅的装置及方法1. 装置飞秒激光刻写光纤光栅的装置主要包括飞秒激光器、光学镜头、光栅控制系统等。

其中，飞秒激光器是整个装置的核心部件，它能够提供高功率的飞秒激光，光学镜头用于对激光进行聚焦和成像，光栅控制系统则用于控制激光在光纤表面的刻写参数。

2. 方法具体的飞秒激光刻写光纤光栅的方法包括以下几个步骤：（1）准备工作：清洁光纤表面，并对刻写参数进行预先设置。

（2）飞秒激光刻写：将飞秒激光聚焦到光纤表面，控制激光的扫描速度和功率，使光纤表面产生周期性的折射率变化。

（3）后处理：对刻写好的光栅进行表面处理和检测，确保光栅的质量和稳定性。

四、个人观点和理解飞秒激光刻写光纤光栅相比传统的制作方法，具有制作周期性结构的难度小，刻写效率高等优点。

这种技术的发展极大地推动了光通信领域的发展，为光纤光栅的制作提供了一种高效、精确的方法。

我个人认为，随着光通信技术的不断发展，飞秒激光刻写光纤光栅的装置及方法将会得到更广泛的应用，并在光通信领域发挥重要的作用。

五、总结飞秒激光刻写光纤光栅的装置及方法是一种先进的光纤光栅制作技术，其基本原理是利用飞秒激光在光纤表面产生周期性的折射率变化。

光纤光栅131978年，加拿大Hill 等人使用如左图所示的实验装置将488nm（后来他人用514.5nm）的氩离子激光注入到掺锗光纤中，首次观察到入射光与反射光在光纤纤芯内形成的干涉条纹场而导致的纤芯折射率沿光纤轴向的周期性调制，从而发现了光纤的光敏特性，并制成了世界上第一个光纤布拉格光栅（FBG ）。

FBG是在光纤纤芯内形成的空间相位光栅，通过光栅前向传输的模式与后向传输的模式之间发生耦合，而使前向传输的模式的能量传递给后向传输的模式，形成对入射光波的反射。

其反射波长即布拉格波长为λB=2n effΛ，其中，Λ为光栅周期，neff为纤芯等效折射率。

输入谱传输谱反射谱应变引起波长移动I I I4二、光纤光栅的写入方法用掺杂光纤制作光栅的方法主要有内写入法和外写入法。

内写入技术是一个全息制作过程，它利用光在纤芯内传播时形成驻波所产生的双光子吸收的原理。

外写入技术则主要有相位掩模法、逐点写入法、干涉法、成栅技术等。

内写入法利用菲涅尔反射，使得反射光与入射光在适当条件下干涉，在纤芯内部形成驻波。

由于光致折射效应，在沿光纤长度的方向通过曝光可以诱导出周期性的折射率变化形成光栅。

这样制作的光栅，曝光时对装置的稳定性要求很高，得到的折射率的变化较小，仅为10-6，而且Bragg波长不易改变。

由于该技术的写入效率低，写入的Bragg波长受激光写入波长限制等原因，制作的光栅性能太差，所以该方法已较少使用。

89四、应变和温度的同时测量1、温度减敏和补偿封装①由于光纤光栅对应力和温度的交叉敏感性，在实际应用中，经常在应力传感光栅附近串联或并联一个参考光栅（只感受温度变化），用于消除温度变化的影响。

这种方法需要消耗更多的光栅，增加了传感系统的成本。

②采用热膨胀系数极小，且对温度不敏感的材料对光纤光栅进行封装，将很大程度上减小温度对应力测量精确性的影响。

③采用具有负温度系数的材料进行封装或设计反馈机构，可以对光纤光栅施加一定的（反向）应力，以补偿温度导致的布喇格波长的漂移，使ΔλT/λ的值趋近于0。

第５１卷　第３期 激光与红外Ｖｏｌ．５１，Ｎｏ．３　２０２１年３月 ＬＡＳＥＲ　＆　ＩＮＦＲＡＲＥＤＭａｒｃｈ，２０２１ 文章编号：１００１ ５０７８（２０２１）０３ ０３１６ ０５·激光器技术·超短光纤光栅刻写及其切趾方法研究李　江１，２，辛瞡焘１，２，吴　昊１，２，祝连庆１，２（１ 北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室，北京１００１９２；２ 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室，北京１０００１６）摘　要：常用的光纤光栅的栅区长度为厘米量级，影响了其在非均匀物理场测量的应用。

将光栅的栅区长度压缩到百微米以下，可以解决非均匀场的测量和光谱变形的问题。

本文通过设置狭缝光阑以及调节掩模板与光纤之间的距离，实现了光栅有效长度的大幅度缩短，刻写出长度分别为０ １ｍｍ、０ ２ｍｍ、０ ５ｍｍ，３ｄＢ带宽为７ ９ｎｍ、４ ２ｎｍ、２ １ｎｍ，反射率为５％、１０％、３０％的超短光栅，通过调节掩模板与光纤的距离，实现了栅区长度为０ ０５ｍｍ，３ｄＢ带宽为１４ｎｍ的超短光纤光栅的刻写。

本实验采用单缝衍射的方法来控制光束强度的分布，从而对光栅进行切趾，此方法可以实现边模抑制比大于３０ｄＢ、长度为０ ５ｍｍ的光栅刻写。

关键词：超短光纤光栅；边摸抑制比；传感器中图分类号：ＴＮ２５３；ＴＮ２４８ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ ５０７８．２０２１．０３．０１０ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｉｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｎｄａｐｏｄｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｕｌｔｒａｓｈｏｒｔｆｉｂｅｒＢｒａｇｇｇｒａｔｉｎｇＬＩＪｉａｎｇ１，２，ＸＩＮＪｉｎｇ ｔａｏ１，２，ＷＵＨａｏ１，２，ＺＨＵＬｉａｎ ｑｉｎｇ１，２（１ ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆｔｈｅＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎｆｏｒＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９２，Ｃｈｉｎａ；２ ＢｅｉｊｉｎｇＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒＳｅｎｓｉｎｇａｎｄＳｙｓｔｅｍ，ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｌｅｎｇｔｈｏｆｏｒｄｉｎａｒｙｕｎｉｆｏｒｍｆｉｂｅｒｇｒａｔｉｎｇｓｉｓｇａｕｇｅｄｉｎｔｈｅｏｒｄｅｒｏｆｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒｓ，ｗｈｉｃｈｒｅｓｔｒｉｃｔｓｔｈｅｓｐａｔｉａｌｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ａｎｄｐｒｏｄｕｃｅｓｓｐｅｃｔｒａｌｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｎｏｎ ｕｎｉｆｏｒｍｆｉｅｌｄｓ，ｗｈｉｃｈａｆｆｅｃｔｓｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｃｃｕｒａｃｙ Ｔｈｅｌｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｇａｔｅｒｅｇｉｏｎｏｆｔｈｅｕｌｔｒａ ｓｈｏｒｔＦＢＧｉｓｍｅａｓｕｒｅｄｉｎｔｈｅｏｒｄｅｒｏｆ１０～１００μｍ，ｗｈｉｃｈｃａｎｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｎｏｎ ｕｎｉｆｏｒｍｆｉｅｌｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｓｐｅｃｔｒａｌｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｇｒａｔｉｎｇｉｓｇｒｅａｔｌｙｓｈｏｒｔｅｎｅｄｂｙｓｅｔｔｉｎｇｔｈｅｓｌｉｔｄｉａｐｈｒａｇｍａｎｄａｄｊｕｓｔｉｎｇｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｍａｓｋａｎｄｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒ，ａｎｄｔｈｅｕｌｔｒａｓｈｏｒｔｇｒａｔｉｎｇｓａｒｅｐｒｏｄｕｃｅｄｗｉｔｈａｌｅｎｇｔｈｏｆ０ １ｍｍ，０ ２ｍｍ，０ ５ｍｍ，ａｎｄａ３ｄＢｂａｎｄｗｉｄｔｈｏｆ７ ９ｎｍ，４ ２ｎｍ，２ １ｎｍ，ａｎｄａｒｅｆｌｅｃｔｉｖｉｔｙｏｆ５％，１０％，３０％ Ｂｙａｄｊｕｓｔｉｎｇｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｍａｓｋａｎｄｔｈｅｆｉｂｅｒ，ｕｌｔｒａ ｓｈｏｒｔｆｉｂｅｒｇｒａｔｉｎｇｓｗｉｔｈａｇａｔｅｌｅｎｇｔｈｏｆ０ ０５ｍｍａｎｄａ３ｄＢｂａｎｄｗｉｄｔｈｏｆ１４ｎｍｃａｎｂｅｗｒｉｔｔｅｎ Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｕｐｐｒｅｓｓｔｈｅｓｉｄｅｍｏｄｅｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｒａｔｉｏｏｆｕｌｔｒａ ｓｈｏｒｔｆｉｂｅｒｇｒａｔｉｎｇｓ，ｔｈｅｇｒａｔｉｎｇａｐｏｄｉｚａｔｉｏｎｗａｓｐｅｒｆｏｒｍｅｄｕｓｉｎｇａｓｉｎｇｌｅｓｌｉｔｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｍｏｄｕｌａｔｅｄｂｅａｍｉｎｔｅｎｓｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｗｒｉｔｉｎｇｏｆａ０ ５ｍｍｇｒａｔｉｎｇｗｉｔｈａｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎ３０ｄＢｓｉｄｅｍｏｄｅｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｒａｔｉｏｉｓｒｅａｌｉｚｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｕｌｔｒａ ｓｈｏｒｔｆｉｂｅｒｇｒａｔｉｎｇｓ；ｓｉｄｅ ｍｏｄｅｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｒａｔｉｏ；ｓｅｎｓｏｒ基金项目：高等学校学科创新引智计划（先进光电子器件与系统学科创新引智基地）项目（Ｎｏ Ｄ１７０２１）；国家自然科学基金重点项目（Ｎｏ ５１５３５００２）资助。

光纤上产生光栅的方法光栅是一种具有周期性折射率变化的光学器件，可以在光纤中产生一系列的衍射点或波阵面，被广泛应用于光纤通信、光纤传感、光纤激光器等领域。

本文将介绍光纤上产生光栅的几种方法。

1. 激光干涉法激光干涉法是一种常用的产生光纤光栅的方法。

它基于干涉原理，在光纤上通过两束相干光的干涉，形成周期性的折射率变化。

具体操作时，将一束激光经过分束器分为两束，分别通过两根光纤，再通过反射镜聚焦后重新合成。

由于两束光的路径差与波长的关系，可以在光纤中形成一定的折射率变化，从而产生光栅。

2. 光子法光子法是一种通过高能量光子对光纤进行直接作用的方法。

其原理是利用高能量光子的能量传递和聚焦作用，使光纤内部发生局部折射率变化。

通过光子法可以制作出非常复杂的光栅结构，并且具有较高的可调谐性。

3. 激光光纤拉伸法激光光纤拉伸法是一种通过拉伸光纤来产生光栅的方法。

通过在光纤两端施加拉力，使光纤发生形变，从而改变其折射率分布。

在拉伸的过程中，可以产生周期性的折射率变化，形成光纤光栅。

这种方法制备的光栅具有较高的稳定性和可重复性。

4. 电子束曝光法电子束曝光法是一种利用电子束对光纤进行局部曝光的方法。

在光纤表面涂覆一层感光胶片，然后利用电子束在感光胶片上进行局部曝光，通过显影和腐蚀等工艺步骤，可以在光纤上形成周期性的折射率变化，从而制备光栅。

5. 光纤拉伸压纹法光纤拉伸压纹法是一种通过在光纤表面施加压力来产生光栅的方法。

具体操作时，将光纤置于两个金属滚轮之间，通过调节滚轮的距离和转速，施加不同的压力和速度，可以在光纤表面形成周期性的压纹，从而产生光栅。

总结起来，光纤上产生光栅的方法包括激光干涉法、光子法、激光光纤拉伸法、电子束曝光法和光纤拉伸压纹法等。

每种方法都有其特点和适用范围，可以根据实际需求选择合适的方法来制备光纤光栅。

随着光纤技术的不断发展，相信在未来会有更多更高效的方法用于光纤光栅的制备。

光纤光栅原理及应用•作者：饶云江王义平朱涛•丛书名：当代杰出青年科学文库•出版社：科学出版社•ISBN：7030167546•上架时间：2007-2-10•出版日期：2006 年8月前言.第1章概论1．1 光纤光栅发展概况1．2 光纤光栅分类1．3 光纤光栅应用概况1．4 本书提纲参考文献第2章光纤光敏性2．1 光敏性介绍2．2 硅基光纤的光敏性2．3 光致折变的各向异性2．4 点缺陷2．5 硅光纤光敏性的增强2．6 光敏性机理2．7 其他种类光纤的光敏性2．8 光致折变的清除与保持参考文献第3章光纤光栅写入方法3．1 内部法写人光纤布拉格光栅3．2 干涉法制作光纤布拉格光栅.3．3 相位模板法制作光纤布拉格光栅3．4 逐点法写入布拉格光栅3．5 模板成像投影法3．6 光纤光栅写入中的激光光源3．7 特殊光栅的制作过程3．8 氢载对制作光纤光栅的影响3．9 透过聚合物敷层制作光纤布拉格光栅3．10 长周期光纤光栅写入法参考文献第4章光纤布拉格光栅理论4．1 光纤布拉格光栅的耦合模理论4．2 非均匀光栅中的双模耦合4．3 倾斜光栅4．4 包层模耦合4．5 辐射模耦合4．6 光纤布拉格光栅的数值算法4．7 布洛赫波4．8 非线性光栅效应4．9 讨论参考文献第5章光纤布拉格光栅的特性5．1 均匀光纤布拉格光栅5．2 光纤布拉格光栅的种类5．3 光纤布拉格光栅的脉冲响应5．4 光纤布拉格光栅的寿命和可靠性参考文献第6章光纤布拉格光栅在传感中的应用6．1 概述6．2 传感原理6．3 fbg传感系统中的探测解调技术.. 6．4 fbg复用技术6．5 fbg传感器的应用6．6 其他应用参考文献第7章光纤布拉格光栅在通信中的应用7．1 光纤激光器7．2 光纤放大器7．3 光纤布拉格光栅二极管激光器7．4 光纤布拉格光栅滤波器7．5 波分复用懈复用器7．6 密集波分复用器7．7 色散补偿器7．8 光纤布拉格光栅的其他应用7．9 小结参考文献第8章长周期光纤光栅理论8．1 长周期光纤光栅理论模型的发展8．2 耦合模理论8．3 长周期光纤光栅的模式耦合i 8．4 长周期光纤光栅的模式耦合ⅱ 8．5 级联长周期光纤光栅8．6 小结参考文献第9章长周期光纤光栅的特性9．1 长周期光纤光栅的温度特性9．2 长周期光纤光栅的轴向应变特性9．3 长周期光纤光栅的弯曲特性9．4 长周期光纤光栅的扭曲特性9．5 长周期光纤光栅的横向负载特性9．6 小结参考文献第10章长周期光纤光栅在传感中的应用10．1 温度应变同时测量传感器10．2 长周期光纤光栅高温传感器10．3 弯曲不敏感的长周期光纤光栅传感器10．4 能判别弯曲方向的弯曲传感器10．5 高灵敏度的弯曲传感器10．6 能判别扭曲方向的扭曲传感器10．7 温度和负载同时测量传感器10．8 动态横向负荷传感器10．9 级联长周期光纤光栅在传感领域中的应用10．10 长周期光纤光栅的其他传感应用10．11 小结参考文献第11章长周期光纤光栅在通信中的应用11．1 增益均衡器11．2 ase噪声滤波器11．3 集成长周期光纤光栅的光纤耦合器11．4 长周期光纤光栅偏振相关睦的利用和补偿方法11．5 级联长周期光纤光栅构成的梳状滤波器11．6 wdm通道隔离器11．7 多波长光纤光源11．8 通信应用中长周期光纤光栅温度敏感性的补偿方法11．9 长周期光纤光栅的其他通信应用11．10 小结参考文献...增透膜的原理及应用陕西省安塞县安塞高级中学物理教研组贺军摘要：在光学元件中，由于元件表面的反射作用而使光能损失，为了减少元件表面的反射损失，常在光学元件表面镀层透明介质薄膜,这种薄膜就叫增透膜。

光纤光栅光纤光栅是利用光纤材料的光敏性，通过紫外光曝光的方法将入射光相干场图样写入纤芯，在纤芯内产生沿纤芯轴向的折射率周期性变化，从而形成永久性空间的相位光栅，其作用实质上是在纤芯内形成一个窄带的（透射或反射）滤波器或反射镜。

当一束宽光谱光经过光纤光栅时，满足光纤光栅布拉格条件的波长将产生反射，其余的波长透过光纤光栅继续传输。

定义光纤光栅是利用光纤材料的光敏性（外界入射光子和纤芯内锗离子相互作用引起的折射率永久性变化），在纤芯内形成空间相位光栅，其作用的实质是在纤芯内形成（利用空间相位光栅的布拉格散射的波长特性）一个窄带的（投射或反射）滤光器或反射镜。

主要特点光纤光栅具有体积小、波长选择性好、不受非线性效应影响、极化不敏感、易于与光纤系统连接、便于使用和维护、带宽范围大、附加损耗小、器件微型化、耦合性好、可与其他光纤器件融成一体等特性，而且光纤光栅制作工艺比较成熟，易于形成规模生产，成本低，因此它具有良好的实用性，其优越性是其他许多器件无法替代的。

这使得光纤光栅以及基于光纤光栅的器件成为全光网中理想的关键器件。

1978年K.O.Hill等人首先在掺锗光纤中采用驻波写入法制成第一只光纤光栅，经过二十多年来的发展，在光纤通信、光纤传感等领域均有广阔的应用前景。

随着光纤光栅制造技术的不断完善，光纤光敏性逐渐提高；各种特种光栅相继问世，光纤光栅某些应用已达到商用化程度。

应用成果日益增多，使得光纤光栅成为最有发展前途、最具代表性和发展最为迅速的光纤无源器件之一。

分类随着光纤光栅应用范围的日益扩大，光纤光栅的种类也日趋增多。

根据折射率沿光栅轴向分布的形式，可将紫外写入的光纤光栅分为均匀光纤光栅和非均匀光纤光栅。

其中均匀光纤光栅是指纤芯折射率变化幅度和折射率变化的周期(也称光纤光栅的周期)均沿光纤轴向保持不变的光纤光栅，如均匀光纤Brag光栅(折射率变化的周期一般为0.1um量级)和均匀长周期光纤光栅(折射率变化的周期一般为100um量级);非均匀光纤光栅是指纤芯折射率变化幅度或折射率变化的周期沿光纤轴向变化的光纤光栅，如chirped 光纤光栅(其周期一般与光纤Bragg光栅周期处同一量级)、切趾光纤光栅、相移光纤光栅和取样光纤光栅等。

光纤光栅的种类很多，主要分两大类：一是Bragg光栅（也称为反射或短周期光栅），二是透射光栅（也称为长周期光栅）。

光纤光栅从结构上可分为周期性结构和非周期性结构，从功能上还可分为滤波型光栅和色散补偿型光栅；其中，色散补偿型光栅是非周期光栅，又称为啁啾光栅（chirp光栅）。

目前光纤光栅的应用主要集中在光纤通信领域和光纤传感器领域。

1）短周期光纤光栅的制作a）内部写入法内部写入法又称驻波法。

将波长488nm的基模氛离子激光从一个端面耦合到错掺杂光纤中，经过光纤另一端面反射镜的反射，使光纤中的入射和反射激光相干涉形成驻波。

由于纤芯材料具有光敏性，其折射率发生相应的周期变化，于是形成了与干涉周期一样的立体折射率光栅，它起到了Bragg反射器的作用。

已测得其反射率可达90％以上，反射带宽小于200MHZ。

此方法是早期使用的，由于实验要求在特制锗掺杂光纤中进行，要求锗含量很高，芯径很小，并且上述方法只能够制作布拉格波长与写入波长相同的光纤光栅，因此，这种光栅几乎无法获得任何有价值的应用，现在很少被采用。

示。

用准分子激光干涉的方法，Meltz等人首次制作了横向侧面曝光的光纤光栅。

用两束相干紫外光束在接错光纤的侧面相干，形成干涉图，利用光纤材料的光敏性形成光纤光栅。

栅距周期由∧=λuv／（2sinθ）给出。

可见，通过改变人射光波长或两相干光束之间的夹角，可以改变光栅常数，获得适宜的光纤光栅。

但是要得到高反射率的光栅，则对所用光源及周围环境有较高的要求。

这种光栅制造方法采用多脉冲曝光技术，光栅性质可以精确控制，但是容易受机械震动或温度漂移的影响，并且不易制作具有复杂截面的光纤光栅，目前这种方法使用不多。

b）光纤光栅的单脉冲写入由于准分子激光具有很高的单脉冲能量，聚焦后每次脉冲可达J•cm－2，近年来又发展了用单个激光脉冲在光纤上形成高反射率光栅。

英国南安普敦大学的Archambanlt等人对此方法进行了研究，他们认为这一过程与二阶和双光子吸收有关。