飞秒激光刻写长周期光纤光栅的应变特性 - 上海大学学报.pdf

第１８卷 第４期 （自然 科 学 版） Ｖｏｌ．１８Ｎｏ．４ ２０１２年８月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＨＡＮＧＨＡＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮＡＴＵＲＡＬＳＣＩＥＮＣＥ） Ａｕｇ．２０１２ 　　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７２８６１．２０１２．０４．０１０　 飞秒激光刻写长周期光纤光栅的应变特性 陆君辉，　施解龙，　陈圆圆，　孙伟胜 （上海大学 理学院，上海２００４４４） 摘要：在含涂覆层的标准通信光纤中，用红外飞秒激光直接写入长周期光纤光栅（ｌｏｎｇｐｅｒｉｏｄｆｉｂｅｒｇｒａｔｉｎｇｓ，ＬＰＦＧｓ）， 并通过理论和实验分析，研究含涂覆层ＬＰＦＧｓ的轴向应变特性．分析结果表明，与去除涂覆层的ＬＰＦＧｓ相比，涂覆 层的存在不仅增强了ＬＰＦＧｓ的机械强度，同时有效地抑制了ＬＰＦＧｓ由外加应变引起的谐振波长偏移．基于以上优 点，含涂覆层的ＬＰＦＧｓ若作为带阻滤波器或增益平坦器，将有良好的机械可靠性和波长应变稳定性． 关键词：长周期光纤光栅；飞秒激光；涂覆层；光纤传感 中图分类号：ＴＮ２５３　　　　　文献标志码：Ａ　　　　　文章编号：１００７２８６１（２０１２）０４０３７９０５　 ＳｔｒａｉｎＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＬｏｎｇＰｅｒｉｏｄＦｉｂｅｒＧｒａｔｉｎｇｓＷｒｉｔｔｅｎ ｂｙＦｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄＬａｓｅｒｓ ＬＵＪｕｎｈｕｉ，　ＳＨＩＪｉｅｌｏｎｇ，　ＣＨＥＮＹｕａｎｙｕａｎ，　ＳＵＮＷｅｉｓｈｅｎｇ （ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＳｈａｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００４４４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｓａｄｉｒｅｃｔ，ｐｏｉｎｔｂｙｐｏｉｎｔｉｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎｏｆｌｏｎｇｐｅｒｉｏｄｆｉｂｅｒｇｒａｔｉｎｇｓ（ＬＰＦＧｓ） ｉｎｓｔａｎｄａｒｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｃｏａｔｅｄｆｉｂｅｒｓｕｓｉｎｇａｎｉｎｆｒａｒｅｄｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄｌａｓｅｒ．Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｘｉａｌ ｓｔｒａｉｎｏｆｔｈｅｃｏａｔｅｄＬＰＦＧｓａｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｌｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｃｅｏｆｃｏａｔｉｎｇｎｏｔｏｎｌｙｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｓｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓｂｕｔａｌｓｏｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｓｈｉｆｔｏｆ ｔｈｅｒｅｓｏｎａｎｔｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｃａｕｓｅｄｂｙａｎａｐｐｌｉｅｄｓｔｒａｉｎ．ＴｈｅｃｏａｔｅｄＬＰＦＧｓｃａｎｂｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｂａｎｄｒｅｊｅｃｔ ｆｉｌｔｅｒａｎｄｇａｉｎｅｑｕａｌｉｚｅｒ，ｗｈｉｃｈｓｈｏｗｇｏｏｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄｓｔｒａｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｒｅｓｏｎａｎｔｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｏｎｇｐｅｒｉｏｄｆｉｂｅｒｇｒａｔｉｎｇ（ＬＰＦＧ）；ｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄｌａｓｅｒ；ｃｏａｔｉｎｇ；ｆｉｂｅｒｓｅｎｓｉｎｇ 　　长周期光纤光栅（ｌｏｎｇｐｅｒｉｏｄｆｉｂｅｒｇｒａｔｉｎｇｓ， 大大降低了光纤的机械强度，因此，人们尝试在涂覆 ＬＰＦＧｓ）在光纤通信和传感领域中有着广泛的应用， 层光纤中直接写入光栅，其中主要的方法是选择对 ［２３］ 如带阻滤波器、增益平坦器及光纤传感器等．１９９６ 光源而言透明的材料作为光纤涂覆层 ．但是，该 ［１］ 年，Ｖｅｎｇｓａｒｋａｒ等 首次使用紫外准分子激光器在 方法增加了光纤的生产成本和工艺难度． 光敏光纤中写入ＬＰＦＧｓ，标志着ＬＰＦＧｓ时代的到来．