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用于色散补偿、光纤激光器中的光纤光栅

李彬  
【摘要】: 基于多项国家863计划及国家自然科学基金课题提出的对光纤光栅进行深入系统研究的要求,本论文针对光纤光栅的理论、制作及实用化工艺,作为色散补偿器件的啁啾光纤光栅的实现及调节,光纤光栅在掺杂光纤激光器中的应用,长周期光纤光栅的理论、制作及应用等几个方面进行了一系列的深入研究,所获得的创新性成果如下: ◆提出了一种涂覆大长度光纤光栅的方法,涂覆长度灵活可调,最长可以达到200mm;涂覆层光滑均匀,与原有的涂覆光纤完美接合;一次性完成涂覆过程,涂覆后的光纤光栅特性保持不变;涂覆装置的成本较商用设备大大降低。 ◆提出了一种利用负温度系数材料在高温环境下封装光纤光栅的方法。这种封装结构简单,对光纤光栅特性无影响,尤其是其温度系数降低到0.5pm/℃,完全满足实用化要求并达到世界先进水平。另外,这种封装的长期稳定性较好,光纤光栅封装一年后其特性以及温度系数仍然保持不变。 ◆根据紫外曝光与折射率增长的关系,设计了曝光强度切趾板;提出了利用曝光强度切趾板进行低速多次预曝光制作啁啾光纤光栅的方法以及利用曝光强度切趾板进行多次后曝光将均匀光纤光栅修正为啁啾光纤光栅的方法。 ◆利用直接拉丝的方法实现了纤芯包层同结构的锥形光纤;基于其芯子结构的锥形,直接实现了利用均匀相位掩模板写入啁啾光纤光栅,然后基于其包层结构的锥形,对写入的啁啾光纤光栅通过应力调节实现色散可调;另外,同时利用纤芯包层的锥形效应,加载应力时,写入啁啾量更大的啁啾光纤光栅,当然这种啁啾光纤光栅也可通过应力调节实现色散可调。 ◆提出了一种利用温度应力特性调节厚度渐变镀金属膜光纤光栅色散的方法,首先针对此方法和实现工艺的特点,给出了关于厚度渐变镀金属膜的膜层特性、光纤光栅的受力情况以及本身的特征参数等方面的理论分析;然后对实现厚度渐变镀金属膜光纤光栅的实验技术进行了深入的研究和探索;最后给出了利用这种方法实现可调色散的测试结果。 ◆提出了一种在长周期光纤光栅的外包层镀上不均匀金属并用温度控制从而调节其啁啾变化以实现可调增益平坦滤波器的方法。通过调节该增益平坦滤波器获得了带宽近35nm,增益波动为1.2dB的宽带EDFA。


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