光纖激光器的分類及飛秒激光直寫光纖光柵實驗解析

　　利用飛秒激光微加工技術 ，可以在光纖纖芯 內直寫出布拉格光 柵 ，它 與傳統(tǒng)的光纖 光柵制作 方法相 比，具有耗 時短 、無需光敏光纖 、周期可任意設定 、光柵穩(wěn)定性高等優(yōu)點 。采用 800NFI1鈦寶石飛秒激光器 ，在 Hi1060光纖 內寫入一支 8Iilm長 的布拉格光柵 ，光纖光柵的周期為 2．9fm，這是 中心波長為 1042nm的八階光纖布拉格光柵 。將所得光柵與一段有源的雙包層光 纖熔接 ，作 為激 光輸 出鏡 ，利用 975rim 的 LD光纖 模塊作為泵浦源 ，采用端泵浦 技術構 成雙包層光 纖激光 器 。雙包層 光纖采用 Nu{ern公 司鐿 （Yb” ）離子摻 雜雙包層光纖 ，光纖長度 3m。所得 激光器的輸 出功率 為 7l_1w ，中心波 長 1042nIil，帶 寬約 為 0．8nlTl。

　　本 文采 用 的飛秒 激光 直寫 光纖 布拉 格光柵 的實驗裝 置 如 圖 1所 示 ，相 干公 司 生產 的鈦 寶 石 飛秒 激 光 器輸出 的激 光束 通 過衰 減片來 對其 能量 進行 調節(jié) ，以得 到 實驗 中所 需 要 的最 佳 能 量 。飛 秒激 光 的重 復 頻 率在 1～1000Hz范 圍 內可 調 。 由計算 機 驅動 的精 密快 門來控 制加 工過 程 中的 曝光 時 間 ，以選 擇 相應 激 光重 復 頻 率下的脈 沖個數(shù) ，快 門的時 間分辨力 為 0．1S。由快 門選擇 出來 的激光 脈 沖經過一 個顯 微物鏡 精確 地 聚焦到 光纖纖芯上 ，在 聚焦焦 斑范 圍 內形成永 久性 的折 射 率 調制 。我們 實 驗 中所 用 的物 鏡 倍率 為 50，刻 寫光 柵所 采 用 的光纖為 CorningHil060單模光纖 ，纖芯直徑約為 6．3fm。光纖固定在 3維精密移動平臺上 ，在計算機控制下沿光 纖 軸 向作 勻速 運 動 ，平 臺為 PRIOR ES1033維 微動平 臺 ，移動 的精度 為 0．1 m。當一 個脈 沖作用 在纖 芯 上形 成 折射率 調 制 以后 ，光 纖 沿軸 向移 動一定 距 離 ，接 下來 的一個 脈 沖 繼續(xù) 作 用 ，這 樣逐 點 曝 光 可 以形 成光 柵 。