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光纤光栅的基本分类

2015-1-20 16:41:39点击:

根据不同法分类标准,可以把光纤光栅分成不同的类别:



(1)光纤光栅按其空间周期和折射率系数分布特性可分为:

①均匀周期光纤布喇格光栅:通常称为布喇格光栅,是最早发展起来的一种光栅,也是应用最广的一种光栅。折射率调制深度和栅格周期均为常数,光栅波矢方向跟光纤轴向一致。此类光栅在光纤激光器、光纤传感器、光纤波分复用/解复用等领域有重要应用价值。

②啁啾光栅:栅格间距不等的光栅。有线性啁啾和分段啁啾光栅,主要用来做色散补偿和光纤放大器的增益平坦。

③闪耀光栅:当光栅制作时,紫外侧写光束与光纤轴不垂直时,造成其折射率的空间分布与光纤轴有一个小角度,形成闪耀光栅。

④长周期光栅:栅格周期远大于一般的光纤光栅,与普通光栅不同,它不是将某个波长的光反射,而是耦合到包层中去,主要用于EDFA的增益平坦和光纤传感。

⑤相移光栅:在普通光栅的某些点上,光栅折射率空间分布不连续而得到的。它可以看作是两个光栅的不连续连接。它能够在周期性光栅光谱阻带内打开一个透射窗口,使得光栅对某一波长有更高的选择度。可以用来构造多通道滤波器件。

此外还有Tapered光纤光栅,取样光纤光栅、Tophat光栅、超结构光栅等。


(2)根据光纤光栅的成栅机理来分可分为三种:Ⅰ型、ⅡA型和Ⅱ型。

①Ⅰ型光栅:即最常见的光栅,可成栅在任何类型的光敏光纤上,其主要特点是其导波模的反射谱跟透射谱互补,几乎没有吸收或包层耦合损耗;另一特点是容易被“擦除”,即在较低温度(200℃左右)下光栅会变弱或消失。

②ⅡA型光栅:成栅于高掺锗(15%mol)光敏光纤或硼锗共掺光敏光纤上,曝光时间较长。成栅机理于Ⅰ型不同。其写入过程为:曝光开始不久,纤芯中形成Ⅰ型光栅,随着曝光时间的增加,此光栅被部分或者完全擦除,然后再产生第二个光栅,即形成ⅡA型光栅,其温度稳定性优于Ⅰ型光栅,直到 500℃附近才能观察到光栅的擦除效应,更适合于在高温下使用,如高温传感等。

③Ⅱ型光栅:由单个高能量光脉冲(大于0.5J/cm2)曝光形成。其透射谱只能使波长大于Bragg波长的光透射,波长小的部分被耦合到包层中损耗掉。成栅机理可理解为能量非均匀的激光脉冲被纤芯石英强烈放大造成纤芯物理损伤的结果。有极高的温度稳定性,在800℃下放置24小时无明显变化,在1000℃环境中放置4小时后大部分光栅才消失。


手动可调谐光纤光栅