基于飞秒激光的长周期少模光纤光栅制备研究

摘要

长周期光纤光栅作为一种透射型光纤光栅，具备体积小、后向反射低、制备简单、成本低等优点，受到了国内外研究学者的广泛关注。由于长周期光纤光栅的谐振波长与峰值对外界环境的变化极其敏感，具备优于布拉格光纤光栅的温度、应变、弯曲灵敏度。因此，长周期光纤光栅被广泛应用于光纤传感和光纤通信领域。随着少模光纤的出现，基于少模光纤的长周期光纤光栅吸引了人们的目光，成为了一个新的研究热点。由于少模光纤中存在有限多个传输模式，长周期少模光纤光栅具备许多不同于长周期单模光纤光栅的特性，可以拓展出许多新的应用，例如模式选择性转换器以及多窗光学滤波器等等。本论文基于飞秒激光加工平台，完成了长周期少模光纤光栅的制备与性能测试研究，论文主要研究内容包括： (1)总结了长周期光纤光栅的国内外研究现状，分析比较了各种长周期光纤光栅制备方法的优缺点，在简单介绍飞秒激光与物质相互作用原理的基础上总结了飞秒激光刻写长周期光纤光栅的独特优势。 (2)对少模长周期光纤光栅进行了理论建模和仿真研究，对长周期光纤光栅透射谱的各项参数进行了优化分析。 (3)基于搭建的飞秒激光加工平台完成了少模长周期光纤光栅的制备，利用两模光纤得到了具有两个谐振峰的透射谱，器件插入损耗为2dB，通过改变飞秒激光的扫描次数可以操控谐振峰的峰值数值和3dB带宽，在优化扫描次数的条件下，我们成功获得相同谐振深度（-17dB）的两个谐振峰，实现了一个双窗光学滤波器。

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