在曝光過程中,入射到掩模上的單脈沖能量密度可以通過調(diào)節(jié)準(zhǔn)分子激光器的放大器或諧振腔的電壓來控制。由于在振幅調(diào)制準(zhǔn)分子激光的照射下,摻氫增敏的商用摻鍺光纖纖芯折射率會發(fā)生周期性變化。傳播于其纖芯內(nèi)部的光將在特定波長附近與包層模耦合,在進(jìn)一步的傳輸中損耗。光纖Bragg光柵的生長特性用寬帶光源和光譜分析儀觀測透射譜的損耗峰進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。選用機(jī)械電子工業(yè)部第十三研究所研制的GXF001型摻鉺光纖放大器(EDFA)在0dBm輸入時ASE發(fā)射譜作為寬帶光源。波長范圍1530~1560nm,飽和輸出功率>15dBm,輸入光功率-4~+7dBm,光功率輸出穩(wěn)定度<+/-0.1dB。噪聲系數(shù)<6(Pin=0dBm,Pout=16 dBm,@1550nm)。增益平坦度±0.5dB/nm(Pin=0dBm)。當(dāng)泵浦功率40mW時,輸出光功率4.95mW。并采用Advantest Q8381型光纖光譜分析儀,工作波長范圍0.6~1.75nm,分辨率0.1nm。隨時觀測并記錄紫外寫入過程中光譜的變化,找出變化規(guī)律,得到形成光纖Bragg光柵的最佳條件。可以通過觀測光纖后透射光總強(qiáng)度來初步判定光纖Bragg光柵的形成情況,并確認(rèn)光纖光柵形成的最佳時機(jī)。
由于纖芯折射率的改變量與照射能量在一定范圍內(nèi)成線性關(guān)系。因此,通過延長曝光時間可以在一定程度上彌補(bǔ)吸收效率的不足。摸索最佳光纖增敏條件以及曝光強(qiáng)度和時間,保證光纖與光場干涉條紋嚴(yán)格垂直。同時,減小曝光中的微小震動將有助于提高其反射率,降低反射半寬。
利用光纖光譜分析儀測試光纖Bragg光柵的透射光譜??梢姽饫wBragg光柵已經(jīng)形成,并且發(fā)生了纖芯與包層之間的明顯能量傳遞。光纖Bragg光柵的反射率隨照射時間的增加而增大。達(dá)到一定值后,在一段時間內(nèi)維持不變。隨后再次隨照射時間的增加而增加,達(dá)到最大值后,反射率開始下降。由公式可推算出耦合系數(shù)k=3.6×
根據(jù)應(yīng)用項目的要求,所研制的光纖Bragg光柵結(jié)果如下:
1.用作摻鉺光纖激光器(EDFL)諧振腔的輸出選頻器,利用摻鉺光纖熒光譜的較平坦波段1540nm~1560nm作為發(fā)射譜,如圖4所示。光纖Bragg光柵透射譜如圖5(a)所示。光纖Bragg光柵峰值透射率為-5dB(反射率68%),其中心波長1560.35nm,3dB帶寬為0.13nm。在大于1560nm波段,光纖Bragg光柵透射譜基線呈下降趨勢。這主要是由于熒光譜發(fā)射強(qiáng)度在大于1560nm波段下降所造成的。
2.用作密集波分復(fù)用的光纖Bragg光柵濾波器,其透射譜如圖5(b)(中心波長1559.84nm,帶寬0.399nm)和圖5(c)(中心波長1558.6nm, 帶寬為0.285nm)所示。光纖Bragg光柵峰值透射率均<-20dB(反射率>99%)。
3.用作EDFL諧振腔的全反射器,其透射譜如圖5(d)所示。光纖Bragg光柵峰值透射率<-20dB(反射率>99%),中心波長1560.65nm,帶寬0.6nm。邊瓣得到充分抑制,且重復(fù)性良好。
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