特殊類型的光柵

光纖布拉格光柵的制造

布拉格光纖光柵的制造通常涉及用紫外?激光（例如來自KrF或ArF?準(zhǔn)分子激光或其他類型的紫外激光）照射芯材，這會引起一些結(jié)構(gòu)變化，從而導(dǎo)致折射率的永久改變。芯玻璃的光敏性實際上很大程度上取決于化學(xué)成分和UV波長：石英玻璃（通常用于覆層）的光敏性非常弱，而鍺硅酸鹽玻璃則表現(xiàn)出強得多的效果，從而可以實現(xiàn)折射率對比度高達(dá)≈10?^-3。通過向纖維中加載氫，可以進(jìn)一步顯著提高光敏性（氫化纖維）。（為此，將纖維在高壓氫氣氛中放置一段時間。）?磷酸鹽玻璃通常被認(rèn)為不適合用于FBG的制造，但是特殊的方法可以使這種玻璃成為可能。

第一個光纖布拉格光柵[1]是用沿光纖纖芯傳播的可見激光束制造的，但是在1989年，G。Meltz等人證明了更通用的技術(shù)。，使用干涉法疊加來自光纖側(cè)面的紫外線（橫向?全息?技術(shù)）。紫外線之間的夾角決定了光纖纖芯中光圖案的周期，從而決定了布拉格波長。兩個紫外光束經(jīng)常被暴露周期性相位掩模（光掩模）與單個UV光束（產(chǎn)生相位掩模技術(shù)），使用兩個一階衍射梁。非周期性相位掩模可用于獲得更復(fù)雜的圖案。另一種技術(shù)是逐點技術(shù)，其中使用較小的聚焦激光束逐點寫入折射率增加的區(qū)域。這是一種適當(dāng)?shù)模ㄇ曳浅ｌ`活）的技術(shù)，特別是對于長周期布拉格光柵（請參見上文）。

代替紫外光，還可以使用飛秒脈沖形式的紅外光在各種眼鏡中寫入布拉格光柵。在那種情況下，雙光子吸收發(fā)生在激光束的焦點附近，但是不在焦點之外的區(qū)域中發(fā)生。甚至有可能通過纖維的聚合物涂層寫入此類光柵，因為當(dāng)光束聚焦到纖維芯時，涂層中的強度要低得多。使用紅外光的另一種完全不同的方法是通過用CO?₂激光束輻照在光子晶體光纖中制造長周期FBG?。

根據(jù)書寫條件，布拉格光柵的形成實際上涉及不同的物理機制，并且可以區(qū)分不同類型的光柵。I型光柵的寫入強度適中，并且在整個磁芯上都顯示索引光柵。II型光柵可以在很短的時間內(nèi)以更高的強度寫入，通常是受激準(zhǔn)分子激光器發(fā)出的單個納秒脈沖（單發(fā)損傷光柵）。可以在涂覆纖維之前將它們寫在拉伸塔上，這樣就避免了去除已經(jīng)制造的涂層的過程，并獲得了具有普通纖維完整機械強度的光柵。

rp光柵可以通過不同方式獲得，例如通過點對點激光刻寫，with相位掩模或在寫入光柵后使光纖變細(xì)。

布拉格光纖光柵相當(dāng)耐用，但是耐用程度（例如，可以擦除光柵的溫度）在很大程度上取決于纖維材料和光柵制造的細(xì)節(jié)。光學(xué)性能在制造后的一段時間內(nèi)可能會發(fā)生變化，直到達(dá)到最終值。為了更快地達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，可以應(yīng)用退火程序，這通常意味著將纖維在某些高溫下保持幾個小時。

光纖布拉格光柵的應(yīng)用

FBG的電信應(yīng)用通常涉及波長濾波，例如，用于在波分復(fù)用系統(tǒng)（分插復(fù)用器，OADM）中組合或分離多個波長信道。可以使用長FBG（具有高達(dá)約一米的長度，請參見參考文獻(xiàn)[31]）或這種光柵的組合來實現(xiàn)極窄帶濾波器。也有較短的具有可調(diào)中心波長的FBG，例如通過施加壓電換能器的可變機械應(yīng)變。利用這樣的技術(shù)，可以實現(xiàn)可調(diào)諧的光學(xué)濾波器。

FBG可用作光纖激光器（→??分布式布拉格反射器激光器，DBR光纖激光器）的端鏡，然后通常將發(fā)射限制在非常窄的光譜范圍內(nèi)。甚至單頻操作也可以實現(xiàn)，例如，通過使整個激光諧振器由FBG形成，并在中間相移（→??分布式反饋激光器）。在激光諧振器外部，F(xiàn)BG可以用作波長參考，例如用于穩(wěn)定激光波長。該方法也可以應(yīng)用于波長穩(wěn)定的激光二極管。

如果寫入光束的偏振垂直于光纖軸，則在兩個偏振方向上的布拉格波長之間可能會有很大的偏差（即雙折射）。例如，這可用于制造搖擺過濾器。

光纖傳感器的另一個應(yīng)用領(lǐng)域，例如應(yīng)變或溫度。

FBGs中有趣現(xiàn)象的范圍因光學(xué)非線性的出現(xiàn)而進(jìn)一步豐富，但這些現(xiàn)象尚未得到廣泛利用