1.本发明涉及光学设备领域，尤其涉及一种光纤光栅的调谐装置。
背景技术：
2.色散是光纤光栅中一个核心参数，它表征了波长与传播速度的关系，在光纤通信系统中，需要减少色散以保证光信号在传输过程中不出现误码和失真。
3.在光纤啁啾脉冲放大(fcpa)技术中，只有实现色散的合理补偿才能获得近傅里叶变换极限的超短脉冲，一般的光纤激光传输系统解决二阶色散的匹配问题即可，而在超高速光纤通信以及脉冲宽度达到百飞秒以下的激光放大系统还需要考虑更高阶尤其是三阶色散的影响，通过改变光纤光栅的色散量，弥补系统中其他器件及光纤材料引入的色散，实现整体色散的补偿，才能达到系统最佳工作性能。
4.对于色散调谐，一旦光纤光栅器件制作完成，本征色散量随即确定，但可以通过改变外界环境以改变光栅的色散参数，常用的方式包括拉力调谐、压力调谐与温度调谐等。利用拉力和压力调节光栅时响应速度快，但容易对光纤造成损伤，从而影响器件的长期稳定性。而利用外界折射率调谐可以缓慢改变光纤光栅的有效折射率，同时不引入额外损耗，是一种更为合适的调控方案。
技术实现要素：
5.本发明的目的是提供一种实现光纤光栅的二阶与三阶色散精确调谐的光纤光栅的调谐封装装置。
6.本发明通过以下技术方案实现：一种啁啾光纤光栅的调谐封装装置，由啁啾光纤光栅(1)，调谐仓(2)，折射率传感器(3)，调谐液(4)，预调谐液(5)，去离子水(6)，小型搅拌器(7)，流量计(8)，储液仓1(91)，储液仓2(92)，防水胶(10)，放置孔(11)组成；其特征在于：多个调谐仓(2)侧面相互连接，每个调谐仓(2)在光路方向相对的两端贯穿设置有穿孔构成放置孔(11)，啁啾光纤光栅(1)沿光路方向穿过放置孔(11)且浸泡于调谐液(4)中，在每个放置孔(11)处封有防水胶(10)，调谐液(4)泡置于调谐仓(2)中，折射率传感器(3)置于调谐仓内壁且靠近于啁啾光纤光栅(1)，小型搅拌器(7)位于调谐仓(2)底部中央，储液仓1(91)，储液仓2(92)均位于调谐仓(2)上方与之邻接，预调谐液(5)与去离子水(6)分别泡置于储液仓1(91)与储液仓2(92)中且通过流量计(8)注入调谐仓(2)中。
7.所述的啁啾光纤光栅(1)的啁啾率为1.4nm/cm,中心波长为1550nm，带宽为40nm，所述的封装在该装置中的啁啾光纤光栅(1)的包层部分均需进行侧抛处理，抛磨深度为包层半径的75％。
8.所述的调谐仓(2)数量可按需求增加，单个仓室只能泡置一种折射率的调谐液，所述调谐液沿光路方向按折射率大小顺序泡置。
9.所述的调谐液(4)由预调谐液(5)与去离子水(6)按比例掺杂而成，折射率可调节范围为1.3331-1.4000。
10.所述的预调谐液(5)为饱和nacl溶液。
11.所述的小型搅拌器(7)的转速不高于45转/分钟。
12.所述的放置孔(11)的半径为0.5mm。
13.本发明的工作原理是：光纤光栅的bragg波长由公式：λb＝2n
eff
·
λ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)表示，式中λ为光栅周期，n
eff
为光栅区域的纤芯有效折射率，在普通的单模光纤中，纤芯模的能量主要分布在纤芯中，其有效折射率几乎与环境折射率无关。当光栅所在区域的光纤直径减小到一定程度时，纤芯模能量分布发生变化，模场范围扩大到纤芯之外的环境当中，使得纤芯模有效折射率受到环境折射率的影响，从而引起bragg波长的移动。光纤光栅的色散参量由如下公式：表示，式中l为光栅长度，τ(λ)是与波长相关的时延函数。当环境折射率变大时，光纤光栅的时延曲线向长波方向漂移，色散参量d增大，当环境折射率变小时，光纤光栅的时延曲线向短波方向漂移，色散参量d减小。因此，当光纤光栅不同位置的bragg波长发生变化时，光栅的反射谱和色散参量d的分布在波长方向上会发生改变。由如下公式：生改变。由如下公式：可知，光纤光栅的二阶色散β2三阶色散β3也将随之发生变化。通过获取折射率传感器的检测数据，以及通过改变不同仓室中调谐液中预调谐液与去离子水的比值的控制，继而实现管理光纤光栅不同位置的折射率，可获得所需的色散参量曲线。
14.本发明的有益效果是：本发明的设计可以实现精确管理啁啾光纤光栅不同位置的环境折射率，调谐稳定，不会受到任何外界因素干扰，环境折射率改变方便，从而达到对色散的超精准调谐。
附图说明
15.图1是一种啁啾光纤光栅调谐封装装置结构示意图。
16.图2是侧抛啁啾光纤光栅结构示意图。
具体实施方式
17.如图1所示，一种啁啾光纤光栅的调谐封装装置，由啁啾光纤光栅(1)，调谐仓(2)，折射率传感器(3)，调谐液(4)，预调谐液(5)，去离子水(6)，小型搅拌器(7)，流量计(8)，储液仓1(91)，储液仓2(92)，防水胶(10)，放置孔(11)组成。该装置使用前需要将侧抛处理完的啁啾光纤光栅(1)准确放入放置孔(11)中，之后使用防水胶(10)将每个仓室的放置孔(11)密封，因为每个调谐仓只能泡制一种折射率的调谐液(4)，所以根据调谐需要首先确定好调谐仓(2)的数量，调谐液(4)的折射率变化通过流量计(8)改变预调谐液(5)与去离子水
(6)的浓度比例得到，同时打开小型搅拌器(7)保证两种溶液混合均匀，可以通过折射率传感器(3)来实时观察调谐液(4)的折射率变化情况，改变不同调谐仓(2)中调谐液(4)的折射率即可达到对色散及其分布精准调谐的目的。
技术特征：
1.一种啁啾光纤光栅的调谐封装装置，由啁啾光纤光栅(1)，调谐仓(2)，折射率传感器(3)，调谐液(4)，预调谐液(5)，去离子水(6)，小型搅拌器(7)，流量计(8)，储液仓1(91)，储液仓2(92)，防水胶(10)，放置孔(11)组成；其特征在于：多个调谐仓(2)侧面相互连接，每个调谐仓(2)在光路方向相对的两端贯穿设置有穿孔构成放置孔(12)，啁啾光纤光栅(1)沿光路方向穿过在放置孔(11)且浸泡于调谐液(4)中，在每个放置孔(12)处封有防水胶(10)，调谐液(4)泡置于调谐仓(2)中，折射率传感器(3)置于调谐仓内壁且靠近于啁啾光纤光栅(1)，小型搅拌器(7)位于调谐仓(2)底部中央，储液仓1(91)，储液仓2(92)均位于调谐仓(2)上方与之邻接，预调谐液(5)与去离子水(6)分别泡置于储液仓1(91)与储液仓2(92)中且通过流量计(8)注入调谐仓(2)中。2.根据权利要求1所述的一种啁啾光纤光栅的调谐封装装置,其特征在于:啁啾光纤光栅(1)的啁啾率为1.4nm/cm,中心波长为1550nm，带宽为40nm，所述的封装在该装置中的啁啾光纤光栅(1)的包层部分均需进行侧抛处理，抛磨深度为包层半径的75％。3.根据权利要求1所述的一种啁啾光纤光栅的调谐封装装置,其特征在于:调谐液(4)由预调谐液(5)与去离子水(6)按比例掺杂而成，折射率可调节范围为1.3331-1.4000。4.根据权利要求1所述的一种啁啾光纤光栅的调谐封装装置,其特征在于:预调谐液(5)为饱和nacl溶液。5.根据权利要求1所述的一种啁啾光纤光栅的调谐封装装置,其特征在于:小型搅拌器(7)的转速不高于45转/分钟。6.根据权利要求1所述的一种啁啾光纤光栅的调谐封装装置,其特征在于:所述的放置孔(11)的半径为0.5mm。
技术总结
本发明公开了一种啁啾光纤光栅的调谐封装装置，由啁啾光纤光栅，调谐仓，折射率传感器，调谐液，预调谐液，去离子水，小型搅拌器，流量计，储液仓1，储液仓2，防水胶，放置孔组成。通过改变不同调谐仓中预调谐液与去离子水的浓度比例，即可调节啁啾光纤光栅不同位置的有效折射率，以此来达到对啁啾光纤光栅的色散进行调谐的目的。可以实现精确管理啁啾光纤光栅不同位置的环境折射率，调谐稳定，不会受到任何外界因素干扰，环境折射率改变方便，从而达到对色散的超精准调谐。对色散的超精准调谐。对色散的超精准调谐。
技术研发人员：沈常宇 张岳铭 孙彪
受保护的技术使用者：中国计量大学
技术研发日：2021.12.13
技术公布日：2022/3/15
再多了解一些
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