飞秒激光刻写布拉格光栅反射光谱特性研究

IF 1.8 4区 物理与天体物理 Q3 OPTICS
董欣然 Dong Xinran, 王子安 Wang Zian, 曾理 Zeng Li, 孙小燕 Sun Xiaoyan
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Abstract

利用飞秒激光相位掩模加工方法制造光纤布拉格光栅(FBG),并研究了激光能量和曝光时间对FBG波长、反射率和带宽的影响规律。研究发现,随着曝光时间的增加,光纤的折射率调制量逐渐变大,耦合效率增大,反射率逐渐变大。当光纤耦合效率达到饱和时,反射率保持不变;当过曝光时,反射率轻微减小,光纤的平均有效折射率和折射率调制深度均变大,带宽增大。随着激光能量的增大,达到最大反射率所需要的曝光时间缩短,且FBG波长的红移量越多,带宽就越大。过大的激光能量会使平均有效折射率和折射率调制深度变大,从而导致FBG主谐振峰两边的旁瓣增多,影响光谱质量。另外,短波方向旁瓣的振荡比较显著,而长波方向则比较平顺。因此,在实际加工中需要选择合适的激光曝光能量和曝光时间。实验获得的最大FBG反射强度达到15 dB,且其光谱变化和理论分析一致。该研究为高质量FBG的制造和光谱特性优化提供了实验依据。
飞秒激光刻写布拉格光栅反射光谱特性研究
利用飞秒激光相位掩模加工方法制造光纤布拉格光栅(FBG),并研究了激光能量和曝光时间对FBG波长、反射率和带宽的影响规律。研究发现,随着曝光时间的增加,光纤的折射率调制量逐渐变大,耦合效率增大,反射率逐渐变大。当光纤耦合效率达到饱和时,反射率保持不变;当过曝光时,反射率轻微减小,光纤的平均有效折射率和折射率调制深度均变大,带宽增大。随着激光能量的增大,达到最大反射率所需要的曝光时间缩短,且FBG波长的红移量越多,带宽就越大。过大的激光能量会使平均有效折射率和折射率调制深度变大,从而导致FBG主谐振峰两边的旁瓣增多,影响光谱质量。另外,短波方向旁瓣的振荡比较显著,而长波方向则比较平顺。因此,在实际加工中需要选择合适的激光曝光能量和曝光时间。实验获得的最大FBG反射强度达到15 dB,且其光谱变化和理论分析一致。该研究为高质量FBG的制造和光谱特性优化提供了实验依据。
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