相位掩模板切換裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光纖光柵，特別是一種用于相位掩模板寫入法刻寫光柵的相位掩模板切換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著光纖光柵在相干光通信、傳感以及光纖激光器等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，對(duì)光纖光柵的需求量也越來越大，因此實(shí)現(xiàn)光纖光柵刻寫的自動(dòng)化控制有利于對(duì)光纖光柵的量產(chǎn)。當(dāng)前刻寫光纖光柵的方法包括以下幾種:
[0003]駐波干涉法為早期使用，它的裝置比較簡(jiǎn)單，要求含鍺量很高，芯徑很小，且光柵的反射波長僅由寫入光波長決定，成柵的條件苛刻，成品率低，不符合實(shí)用要求，已經(jīng)很少使用。
[0004]橫向全息干涉法是將紫外光經(jīng)分束鏡后分為強(qiáng)度相同的兩束，再會(huì)聚于光纖芯區(qū)，形成沿光纖軸向的周期性干涉條紋，將一小段摻鍺光敏裸光纖置于兩束相干紫外光束所形成的干涉場(chǎng)中曝光，引起纖芯折射率的周期性擾動(dòng)，從而形成光柵。這種方法對(duì)所用的光源的相干性有較高的要求，機(jī)械振動(dòng)或溫度漂移引起的微小位移都將對(duì)光柵的制作產(chǎn)生巨大影響，這就對(duì)制作系統(tǒng)的穩(wěn)定性的要求很高。
[0005]逐點(diǎn)寫入法是利用精密機(jī)構(gòu)控制光纖運(yùn)動(dòng)位移，沿光纖長度方向每隔一個(gè)周期曝光一次，使光纖芯的折射率形成周期性分布而制成光纖光柵。這種方法靈活性大，周期和折射率變化都比較容易控制，可以制作變跡光柵，并且對(duì)光源的相干性沒有要求。缺點(diǎn)是由于寫入光束必須聚焦到很密集的一點(diǎn)，難度較大；同時(shí)受光斑幾何尺寸限制，光柵的周期不能太小。
[0006]相位掩模板寫入法目前普遍認(rèn)為使用最方便，效果最好，發(fā)展前景最好的一種方法。這種方法是將光敏光纖貼近相位掩模板，利用相位掩模板近場(chǎng)衍射所產(chǎn)生的干涉條紋在光纖中形成折射率的周期性擾動(dòng)，從而形成光纖光柵。用相位掩模板法制作光纖光柵的最大優(yōu)點(diǎn)是寫入光柵的周期僅由相位掩模板的周期和寫入光束的方向決定，而與寫入光源的波長無關(guān)；同時(shí)，大大降低了光柵制作系統(tǒng)的復(fù)雜性，工藝簡(jiǎn)單，重復(fù)性好，成品率高，便于大規(guī)模批量生產(chǎn)；另外，由于寫入光柵區(qū)位于相位掩模板近場(chǎng)衍射區(qū)，因此對(duì)光源的時(shí)間相干性要求不高，對(duì)寫入配置的光路系統(tǒng)的隔振要求可降低，利用相位掩模板和掃描曝光技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)折射率的控制，制作特殊結(jié)構(gòu)的光柵。
[0007]但是由于運(yùn)用場(chǎng)合的不同，需要獲得不同中心波長的光纖光柵，有時(shí)還需要在同一段光纖上刻寫不同波長的光纖光柵?？虒懖煌ㄩL的光纖光柵，需要不同周期的相位掩模板，并且采用光學(xué)系統(tǒng)放大和拉伸光纖的方法可以對(duì)光柵的周期微調(diào)。
[0008]通常在刻寫光柵時(shí)，每次換相位掩模板都要人為將相位掩模板放在一個(gè)固定的夾具上，需要注意相位掩模板的刻槽面靠近光纖的一面，相位板與光纖的相對(duì)位置難以控制準(zhǔn)確，如果與光纖的距離太近可能損傷相位板，太遠(yuǎn)，刻寫光柵的速度過慢，必須精確定位。而且在刻寫光纖光柵時(shí)，光纖必須與相位掩模板的刻線垂直，否則會(huì)影響刻寫光柵的質(zhì)量。
[0009]有時(shí)在同一段光纖上刻寫不同周期的光柵時(shí)，也需要注意如上問題，因此要完成這樣一根光柵的刻寫，大部分的時(shí)間都用在相位掩模板的更換上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種用于相位掩模板寫入法刻寫光柵的相位掩模板自動(dòng)化切換裝置，利用這種切換裝置刻寫的光柵質(zhì)量好，重復(fù)性高，切換過程由電腦程序控制，無需人工操作，避免了一些人為失誤，減少刻寫時(shí)間，適用于批量生產(chǎn)。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
[0012]方案1:
[0013]—種用于相位掩模板寫入法刻寫光柵的陣列型相位掩模板切換裝置，特征在于其構(gòu)成包括相位掩模板夾具、一維電控位移平臺(tái)組合和控制系統(tǒng)，所述的相位掩模板夾具的正面作為底板，具有多個(gè)矩形凹槽，矩形凹槽的大小與深度由相位掩模板的大小與厚度確定，中間都有一個(gè)一定大小的矩形透光孔，規(guī)則排列，構(gòu)成一個(gè)陣列，陣列既可以是多行多列，也可以是單行多列或者多行單列的，所述的相位掩模板夾具正面的一組水平刻槽作為基準(zhǔn)線分別與每一行的矩形透光孔對(duì)應(yīng)，所述的一維電控位移平臺(tái)組合是由轉(zhuǎn)接架將第一一維電控位移平臺(tái)豎直固定到第二一維電控位移平臺(tái)的滑塊上所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，保證第
--維電控位移平臺(tái)的滑塊所處的平面與第二一維電控位移平臺(tái)的滑塊移動(dòng)的方向垂直，
所述的相位掩模板夾具側(cè)面與第一一維電控位移平臺(tái)的滑塊貼合并且用螺釘固定。
[0014]方案2:
[0015]—種用于相位掩模板寫入法刻寫光柵的階梯型相位掩模板切換裝置，其特征在于構(gòu)成包括相位掩模板夾具組合、相位掩模板組合轉(zhuǎn)接架、一維電控位移平臺(tái)組合和控制系統(tǒng)，所述的相位掩模板夾具組合包括多個(gè)小夾具和一個(gè)相位掩模板固定架，所述的相位掩模板固定架是一個(gè)階梯狀結(jié)構(gòu)，所述的相位掩模板固定架的臺(tái)階數(shù)與相位掩模板的個(gè)數(shù)一致，把第一個(gè)小夾具放在相位掩模板固定架的最上面的臺(tái)階上，將內(nèi)六角螺釘旋入第一個(gè)小夾具上面的兩個(gè)螺紋孔中，并且旋緊，將第二個(gè)小夾具放在相位掩模板固定架第二個(gè)臺(tái)階上，第二個(gè)小夾具上面的兩個(gè)螺紋孔與第一個(gè)小夾具下面的兩個(gè)螺紋孔對(duì)準(zhǔn)，旋入并旋緊內(nèi)六角螺釘，重復(fù)以上工作，直到最后一個(gè)小夾具放在最下面的臺(tái)階上并固定最后一個(gè)小夾具上部后，在最后一個(gè)小夾具下面的兩個(gè)螺紋孔中旋入并旋緊內(nèi)六角螺釘，所述的相位掩模板夾具組合最上面的相小夾具上有兩條基準(zhǔn)線，所述的小夾具由底板放入夾具邊框背面的凹槽內(nèi)并用螺釘固定所構(gòu)成，所述的一維電控位移平臺(tái)組合是由轉(zhuǎn)接架將第一一維電控位移平臺(tái)豎直固定到第二一維電控位移平臺(tái)的滑塊上所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，保證第一一維電控位移平臺(tái)的滑塊所處的平面與第二一維電控位移平臺(tái)的滑塊移動(dòng)的方向平行，所述的相位掩模板固定架通過相位掩模板組合轉(zhuǎn)接架豎直固定在第一一維電控位移平臺(tái)的滑塊上，相位掩模板固定架的側(cè)面與第一一維電控位移平臺(tái)的滑塊在同一平面上。
[0016]使用時(shí)，將第二一維電控位移平臺(tái)水平固定在光纖光柵的刻寫平臺(tái)上光纖夾具的前面。將相位掩模板固定在切換夾具上，對(duì)每個(gè)相位掩模板編號(hào)。通過計(jì)算機(jī)軟件，在選擇所需的相位掩模板編號(hào)后，自動(dòng)控制兩個(gè)一維電控位移平臺(tái)的移動(dòng)，將選定的相位掩模板傳送到光纖光柵刻寫光路中。
[0017]本發(fā)明具有如下的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn):
[0018]1、只需在上位機(jī)輸入當(dāng)前要使用的相位掩模板的編號(hào)，自動(dòng)控制兩個(gè)微定位平臺(tái)的滑塊的移動(dòng)量，完成相位掩模板的切換工作，每次所選用的相位掩模板精確到位，并且能夠保證掩模板的刻線與光纖垂直。
[0019]2、與現(xiàn)有技術(shù)先比，本發(fā)明具有相位掩模板切換精度高，操作簡(jiǎn)單，能保證每次切換后相位掩模板與光纖的水平距離一致，掩模板的刻線與光纖垂直，光柵刻寫質(zhì)量和重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。
[0020]3、方案2中的階梯型相位掩模板切換裝置與方案I中的相位掩模板切換裝置相比，雖然結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，但是可以各個(gè)相位掩模板更易拆卸，便于獨(dú)立保存，并且可以更加精確的控制相位掩模板與光纖之間的距離。
【附圖說明】
[0021]圖1是陣列型相位掩模板切換裝置的示意圖；
[0022]圖2是方案一中相位掩模板夾具示意圖；
[0023]圖3是方案一中一維電控位移平臺(tái)組合示意圖；
[0024]圖4是階梯型相位掩模板切換裝置的示意圖；
[0025]圖5是方案二中相位掩模板夾具組合示意圖；
[0026]圖6是方案二中一維電控位移平臺(tái)組合示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但不應(yīng)該以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0028]實(shí)施方案之一，陣列型相位掩模板切換裝置，如圖1所不，構(gòu)成包括相位掩模板夾具1、一維電控位移平臺(tái)組合2和控制系統(tǒng)3。如圖2所示，所述的相位掩模板夾具I的正面作為底板，具有多個(gè)矩形凹槽11，矩形凹槽11的大小與深度由相位掩模板6的大小與厚度確定，中間都有一個(gè)一定大小的矩形透光孔12，規(guī)則排列，構(gòu)成一個(gè)陣列，陣列既可以