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高相干性准分子激光器在布拉格光栅光纤刻写中的应用

2012-01-05 10:04
Hsiao Chen
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  布拉格光栅光纤在光通讯领域及以光纤为载体的光传感领域有着巨大的应用。在全球化的城市市政工程对于拉力,压力以及温度等参数监测的巨大需求的驱动下,以光纤为载体的光传感系统突破了诸多电子传感器的限制逐渐成为一个主流方向。采用布拉格光纤的光传感系统在这个领域有在明显的优势,如更高的传感探测精度,更宽的拉力探测范围以及系统本身更轻的重量。它们被植入监测物体,因而不受电磁干扰以及外部恶劣环境的影响。

  目前传统的布拉格光纤的制备还是采用193nm或者248nm的长相干长度的准分子激光器,采用相位掩模板刻写来完成。透过相位掩模版,输出的激光光束会形成规则的干涉条纹,直接照射在光纤上。通过提高准分子激光器输出光束的空间相干性,可以在掩模板后形成更高的干涉对比度。

  在稳定的大尺寸光束的照射下,掩模板后的的干涉条纹刻写在光纤上形成了布拉格光栅,通常布拉格光栅的长度在10mm。这种方式需要比较大的光斑尺寸,较好的光束相干性以及较高的脉冲能量。

  除此之外,采用小光束激光,(通常宽度1mm的光源)通过扫描的方式扫过整个掩模板,从而在光纤上实现相应的布拉格光栅也是一种常用的手段。扫描方式可以提供更好的灵活性,从而实现不规则光栅的刻写,比如啁啾光栅。这种刻写方式需要激光光束具有很高的相干性以及较低的脉冲能量。

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