本技术提供了一种高质量光栅谱形在线写入装置及方法,属于光纤光栅制备技术领域,其装置包括:高功率准分子激光器,用于基于预设发射参数发射垂直于裸纤轴向的单脉冲激光光束;光阑,用于对所述单脉冲激光光束的区域进行调整,获得调整光束;扩束透镜组,用于对所述调整光束在所述裸纤的轴向方向进行扩束,获得优化光束;相位掩模板,用于对所述优化光束进行掩模,获得照射到所述裸纤上的目标光束,所述目标光束用于进行光栅刻写。本发明通过调整扩束大小的方式对刻写光栅进行灵活调整,使获得的优化光束满足不同的刻栅需求,提高形成的光栅质量。
背景技术
随着传感网络规模化、产业化的快速发展,以光纤光栅为单元构建的光纤型传感网络得到了大力推广,正朝着大容量、高精度、多应用场景的方向发展。对于光纤光栅传感系统,刻写的光栅谱形对其传感精度、准确性起到了至关重要的作用,如何高效率、批量化制备高质量的光栅阵列,成为发展新型光纤传感网络的研究方向。
目前,在光栅阵列的各种制备方法中,拉丝塔在线制备技术具有最佳的刻写效率和工程应用能力,其通过将光纤拉制和光栅写入两个步骤在拉丝塔上同步完成,实现在连续运动的光纤中在线写入多种布拉格光栅。具体来说,专利CN104635295B公开了一种在线光纤光栅制备系统,通过使用相位掩模法单侧曝光写入技术,实现了大容量光栅阵列的在线制备,具有传输损耗低、复用容量大等优势,已成功应用在温度、应变、振动等多种环境监测系统当中。随着光栅阵列传感网络应用规模的不断扩大,对刻写的光纤谱形质量要求也随之提高。一方面,在温度、应变等传感系统中,要求刻写的布拉格光栅具有高度的一致性和更窄的带宽,以便在有限的光源带宽中容纳更多的光栅数量;另一方面,在振动传感系统中,又要求刻写的啁啾光栅具有更大的带宽和平坦的反射谱形以适应复杂的应用场景。现有技术中的光栅刻写技术仅通过更换掩模板的进行不同类型光栅的刻写,未考虑不同类型光栅对光栅质量的要求,即:当光斑较小不满足刻栅需求时,无法适应性调节光束以满足不同类型光栅对光栅质量的要求,导致光栅刻写质量不高的技术问题。
因此,亟需提供一种高质量光栅谱形在线写入装置及方法,用于提高光栅刻写质量。
实现思路