FiberBraggGrating

干扰这是广泛用于光纤Bragg光栅的制造第一种方法，使用双光束干涉。此处所述UV激光被分成两个光束，以彼此创建沿着干涉图案的周期性强度分布干扰。根据光的，它暴露于强度的光敏光纤的折射率变化。此方法允许快速和容易变化的布拉格波长，这直接关系到干扰周期和激光光的入射角的函数。顺序写入复杂的光栅配置文件可以通过暴露在序列有大量的小的，部分重叠的光栅来制造。先进性能，如相移和不同的调制深度可以通过调整subgratings的相应属性被引入。[4]在该方法的第一个版本，subgratings通过暴露用UV脉冲形成的，但这种方法有几个缺点，例如作为大的能量波动在脉冲和低平均功率。一种顺序写入方法与连续的紫外辐射，其克服了这些问题已经证明，现在商业上使用的。[5]所述的感光性纤维是由一个干涉受控airbearing承担托架翻译。干扰紫外光束被聚焦到纤维，并作为纤维移动时，条纹沿纤维通过平移反射镜的干涉仪移动。作为反射镜具有一个有限的范围内，它们必须是重置每一个时期，和条纹移动一个锯齿图案。所有光栅的参数是在控制软件可访问的，并且因此可以制造任意光栅结构，而不在硬件的任何变化。光罩还可以在光纤布拉格光栅，用于制造具有预定光栅特征的光罩。光掩模被放置在UV光源和感光光纤之间。光掩模的阴影接着确定基于光投射到光纤的透射强度的光栅结构。光掩模中的啁啾光纤光栅，这是不能被使用的干涉图案制造的制造专门用。逐点单个UV激光束，也可以使用'写'光栅进入纤维逐点。这里，激光器具有窄波束等于光栅周期。该方法的主要区别在于红外激光辐射和介电材料之间的相互作用的机制。-多光子吸收和隧道电离[6]该方法特别适用于长周期光纤光栅的制造。逐点也被用在倾斜光栅的制造。生产本来，光敏光纤的制造和光纤光栅的“写”分别进行。今天，生产线通常绘制从预制件的纤维和'写'的光栅，在一个单一的级。以及降低相关的成本和时间，这也使大量生产的光纤光栅。大规模生产是在利用大量的嵌入式光纤布拉格光栅（3000）沿着纤维的单根长度智能结构特别是促进应用程序。光纤光栅的基本原理是菲涅尔反射，其中不同的折射率的介质之间光传播可以都反射和折射界面处。折射率通常会交替在一个确定的长度。的反射波长，称为布拉格波长，是由关系式定义，光栅类型[编辑]在这样的背景下，术语类型指通过该光栅条纹产生于纤维底层光敏性机制。创建这些条纹的不同方法对产生的光栅的物理属性，特别是温度响应和承受升高的温度的能力的显著效果。迄今为止，五（或六个）类型光纤光栅，已报告有不同的底层光敏性机制[7]这些总结如下：标准，或I型，光栅[编辑]写在所有类型的两个氢化和非氢化纤维，I型光栅通常称为标准光栅和在所有类型的所有氢化条件下，纤维被制备。通常情况下，I型光栅的反射光谱等于1-T，其中T是透射光谱。这意味着，反射和透射光谱是互补的，有灯的反射可忽略不计的损失到包层或吸收。I型光栅最常用的所有光栅类型的，唯一的类型光栅可用现成的架子，在写作的时候。IA型光栅再生光栅的I型光栅在所有类型的氢化锗纤维的擦除之后写入在2001年[8]在设计确定的氢负荷对IIA光栅的锗纤维形成的影响，实验IA型光栅首次发现。与此相反的预期会减少（或“蓝移'）光栅的”布拉格波长，一个大的增加（或“红移”）进行了观察。后来工作表明，增加的Bragg波长开始，一旦最初的I型光栅已经达到峰值反射率，并开始减弱。出于这个原因，它被标示为再生光栅。IA型光栅“温度系数的测定表明它是比标准光栅相似的条件下写入低。ⅠA和ⅡA族光栅的inscriprion之间的主要区别是，IA光栅写入在氢化纤维，而IIA型光栅写入在非氢化的纤维。[9][10]IIa型，或键入，光栅[编辑]这些是形成作为致折射率变化的负部分追上正部分光栅。它通常与沿着轴线和/或界面处引起的应力逐渐松弛相关联。已经提出，这些光栅可被重新标记型In（1型光栅具有负折射率变化;II型标签可以被保留给那些明显高于玻璃的损伤阈值。制造）。[11]后来的研究谢等人。显示的另一种类型的具有类似的热稳定性性质光栅至II型光栅的存在。该光栅表现出在纤维的平均指数的负变化并称为IIA型。形成于锗纤维光栅与从频率脉冲一倍的XeCl泵浦染料激光器。结果表明，初始曝光形成的标准（I型），其接受被擦除之前的小的红移光纤内光栅。进一步的曝光表明，光栅改革它经历了一个稳定的蓝移，而在实力不断增强。[12][13]再生光栅[编辑]这些是光栅的擦除之后重生在较高温度下的光栅，通常I型光栅，通常，但不总是，在氢的存在下。他们一直有不同的解释，包括杂质扩散（氧是当下最流行的解释）和玻璃结构的变化。最近的工作已经表明，存在一个再生制度超出扩散，其中光栅可以使在温度超过1295℃下进行操作，II型飞秒光栅表现优于甚至。[14]这些是超高温的应用非常有吸引力。II型光栅[编辑]损坏写入光栅刻通过多光子激发用更高强度的激光器超过玻璃的损伤阈值。激光器采用的通常脉冲，以达到如此高的强度。它们包括采用飞秒脉冲，其中较短的时间内（类似局部松弛时间的时间尺度相称）提供的诱致性变迁的前所未有的空间定位最近的事态发展在多光子激发。玻璃的无定形网络经由不同的电离和熔融途径通常是转化，得到任一较高折射率的改变或创建，通过微爆，空隙由更致密的玻璃包围。阿香博等。表明，它是可能的铭刻〜的光栅100％（99.8％）的反射率与单个紫外脉冲在上拉制塔纤维。将得到的光栅被证明是稳定的，在温度高达800℃（达1000℃，在某些情况下，以及更高的同飞秒激光题字）。光栅是用一个单一的为40mJ脉冲从受激准分子激光器在248nm下刻。它进一步表明，尖锐的阈值是明显的，在〜30兆焦耳;高于这个水平的指数调制增加幅度超过两个数量级，而在低于30毫焦耳的折射率调制长大线性脉冲能量。为了便于识别，并承认在热稳定性有明显的差异，它们标记光栅制造低于阈值I型光栅和高于阈值II型光栅。这些光栅的显微镜检查可见周期性伤害轨迹在光栅的网站在光纤内[10];因此II型光栅也称为损伤光栅。然而，这些裂缝可以非常局部化，以便不散射损失中起主要作用，如果适当地制备[15][16]光纤光栅的结构可以通过折射率，或者光栅周期而变化。光栅周期可以是均一的或分级，并且无论局部或分布在上层建筑。折射率有两个主要特征，折射率分布，和偏移量。通常，折射率分布可以是均匀的或变迹，并且折射率的偏移为正或0。有六种常见的结构光纤布拉格光栅;均匀正唯一指标的变化，高斯变迹，升余弦变迹，啁啾，离散的相移，和超结构。复杂的光栅是在由J.坎宁1994。这所支持的第一个分布反馈（DFB）光纤激光器的发展，同时也奠定了最复杂的光栅随后，包括采样光栅首先由彼得·希尔和他的同事在澳大利亚进行。变迹光栅基本上有两个量控制光纤光栅的特性。这些是光栅长度，Lg=NΛ.然而，需要在一个光纤光栅被控制三个属性。这些是反射率，带宽，和旁瓣强度。如上图所示，在强光栅极限（即，对于大\scriptstyle\增量n_0）带宽取决于光栅强度，而不是光栅长度。这意味着光栅强度可以用来设置带宽。光栅长度，有效\scriptstyleN，然后可用于设置峰值反射率，它依赖于两个光栅强度和光栅长度。这样做的结果是，旁瓣强度不能被控制，这简单的优化结果显著旁瓣。第三量可以变化，以帮助与旁瓣抑制。这是折射率变化的变迹。术语变迹是指折射率的分级接近零在光栅的末尾。变迹光栅提供在旁瓣抑制显著改善，同时保持反射率和窄的带宽。通常用于一个变迹光纤光栅的两个函数是高斯和升余弦。