光纖光柵由于在光通訊、光纖傳感及集成光學(xué)等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景而受到廣泛關(guān)注,目前國(guó)內(nèi)外對(duì)光纖光柵制作技術(shù)的研究也很活躍。光纖光柵制作技術(shù)的研究目標(biāo)是要做到寫入效率高、對(duì)光源的相干性要求低、便于工業(yè)化生產(chǎn)。
到目前為止,光纖光柵的寫入方法大致分為內(nèi)部寫入法、干涉法、逐點(diǎn)寫入法以及相位掩模板寫入法。其中,相位掩模板法由于其具有工藝簡(jiǎn)單、重復(fù)性好、成品率高、便于大規(guī)模生產(chǎn)、光柵周期與曝光用的光源波長(zhǎng)無(wú)關(guān)等優(yōu)點(diǎn),得到了廣泛的應(yīng)用。
采用適當(dāng)?shù)墓庠春凸饫w增敏技術(shù),可以在幾乎所有種類的光纖上不同程度的寫入光柵。所謂光纖中的光折變是指激光通過(guò)光敏光纖時(shí),光纖的折射率將隨光強(qiáng)的空間分布發(fā)生相應(yīng)的變化,如這種折射率變化呈現(xiàn)周期性分布,并被保存下來(lái),就成為光纖光柵。
光纖的光敏性是在光纖中形成Bragg光柵的關(guān)鍵,光纖中折射率依賴于許多參數(shù),如光纖類型、摻雜濃度、光纖溫度及光纖以前的歷史,以及照射波長(zhǎng)、曝光功率及曝光時(shí)間等等。如果不經(jīng)過(guò)其它處理,光纖直接對(duì)紫外光曝光,折射率僅能增加到10-4數(shù)量級(jí)便已飽和,這樣小的調(diào)制在某些場(chǎng)合是不適用的。
光纖的光敏性與GeO空位缺陷有密切關(guān)系,鍺缺陷的增加有助于光敏特性的提高。增加光纖的光敏性,可選用以下幾種處理方法:
(1) 多種摻雜
在鍺硅光纖材料中,摻入B、Sn或Al等元素可提高光纖材料的光敏性,其中以B/Ge雙摻雜光纖材料的光敏性最強(qiáng),其光敏性要比含鍺量相當(dāng)?shù)膯螕芥N光纖材料高出約一個(gè)數(shù)量級(jí)。這些光纖都可采用MCVD技術(shù)生產(chǎn)。 表3.1給出了四種不同類型光纖的相對(duì)光敏性比較結(jié)果。
表3. SEQ 表3. \* ARABIC 1 四種不同類型光纖的相對(duì)光敏性比較