本發(fā)明涉及光纖光柵制作領(lǐng)域，具體涉及一種自動(dòng)調(diào)整紫外激光光束位置的方法。

背景技術(shù)：

1978年，加拿大通信研究中心的K.O.Hill及其合作者首次從光纖中觀察到了光子誘導(dǎo)光柵。Hill的早期光纖是用488nm可見光波長(zhǎng)的亞離子激光器，通過增加或延長(zhǎng)注入光纖纖芯中的光輻照時(shí)間而在纖芯中形成了光柵。后來(lái)G.Meltz等人利用高強(qiáng)度紫外光源所形成的干涉條紋對(duì)光纖進(jìn)行側(cè)面橫向曝光在該光纖纖芯中所產(chǎn)生折射率調(diào)制或相位光柵。1989年，第一支布拉格波長(zhǎng)位于通信波段的光纖光柵研制成功。1993年，Hill等人提出了相位掩模技術(shù)，它主要是利用紫外光透過相位掩模板后的±1級(jí)衍射光形成的干涉光對(duì)具有良好光敏性的光纖進(jìn)行曝光處理，使得光纖纖芯的折射率產(chǎn)生周期性的變化，這項(xiàng)技術(shù)使得制作光纖光柵的工藝流程便得更加靈活和簡(jiǎn)便，有利于批量化工業(yè)化生產(chǎn)。

相位掩膜法是將光敏光纖貼近相位掩膜板，利用相位掩膜板近場(chǎng)衍射所產(chǎn)生的干涉條紋在光纖中形成折射率的周期性擾動(dòng)，從而形成光纖光柵。相位掩膜板是基于光刻技術(shù)利用照相平板印刷技術(shù)，在透紫外光的平玻璃板表面上蝕刻出周期性的浮雕結(jié)構(gòu)。當(dāng)紫外光通過時(shí)，會(huì)產(chǎn)生衍射。在實(shí)際制作過程中，由于紫外激光光束的直徑為900微米，而光纖芯徑只有20微米，為了盡可能大的利用紫外激光的能量，在光路中使用柱面鏡，在垂直方向上對(duì)紫外激光光束進(jìn)行聚焦，光纖位于焦點(diǎn)處。同時(shí)，這也帶來(lái)新的問題，由于光斑較小，稍有機(jī)械振動(dòng)或是偏差，紫外激光光束就不能準(zhǔn)確照射在光纖纖芯上，目前一般采用人眼觀察和手動(dòng)調(diào)節(jié)的方式，使紫外激光光束照射在光纖纖芯上。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種自動(dòng)調(diào)整紫外激光光束位置的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)相位掩膜板法制作光纖光柵時(shí)，紫外激光光束的自動(dòng)調(diào)整，提高制作光纖光柵的精確性，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種自動(dòng)調(diào)整紫外激光光束位置的方法，方法步驟如下：

第一步、搭建自動(dòng)調(diào)整紫外激光光束位置的裝置：

所述自動(dòng)調(diào)整紫外激光光束位置的裝置包括準(zhǔn)分子紫外激光器、第一反射鏡、電控平移臺(tái)、第二反射鏡、柱面鏡、相位掩膜板、光纖、壓電陶瓷、光功率計(jì)和計(jì)算機(jī)，共光軸依次設(shè)置第二反射鏡、柱面鏡和相位掩膜板，第二反射鏡通過固定座固定在電控平移臺(tái)上，固定座上設(shè)有壓電陶瓷，第二反射鏡位于第一反射鏡的反射光路上，準(zhǔn)分子紫外激光器位于第一反射鏡的入射光路上，光纖緊貼相位掩膜板且位于入射光線的相反方向，光功率計(jì)對(duì)準(zhǔn)光纖的一端，采集光纖的透射光功率數(shù)據(jù)，光功率計(jì)和壓電陶瓷分別與計(jì)算機(jī)連接，轉(zhuǎn)入第二步。

第二步、打開準(zhǔn)分子紫外激光器，準(zhǔn)分子紫外激光器發(fā)出紫外光束，經(jīng)第一反射鏡反射至第二反射鏡，經(jīng)第二反射鏡反射至柱面鏡，經(jīng)柱面鏡聚焦至相位掩膜板，并入射至光纖，使得紫外光束在光纖發(fā)生色散，色散產(chǎn)生的熒光經(jīng)光纖傳輸，通過光功率計(jì)接收光纖上的輸出光功率，同時(shí)將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給計(jì)算機(jī)，轉(zhuǎn)入第三步。

第三步，判斷光功率計(jì)所接收功率是否出現(xiàn)一個(gè)最大值，若不是，計(jì)算機(jī)反饋一個(gè)信號(hào)給壓電陶瓷，轉(zhuǎn)入第四步。

第四步，壓電陶瓷接收信號(hào)并調(diào)整第二反射鏡，使紫外光束準(zhǔn)確的照射在光纖上，使得在光功率計(jì)上獲得的功率值最大。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)在于：

（1）自動(dòng)化程度高，能自動(dòng)調(diào)整紫外激光光束，使其準(zhǔn)確地照射在光纖上。

（2）精度高，相對(duì)于人眼觀察，對(duì)紫外激光光束的調(diào)整精度更高。

（3）效率高，由于實(shí)現(xiàn)了高精度的自動(dòng)調(diào)節(jié)，可將紫外激光光束聚焦于光纖上，提高了光纖光柵的制作效率和精度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明自動(dòng)調(diào)整紫外激光光束位置的裝置的俯視圖。

圖2為本發(fā)明自動(dòng)調(diào)整紫外激光光束位置的裝置的局部主視圖。

圖3為本發(fā)明自動(dòng)調(diào)整紫外激光光束位置的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

結(jié)合圖1和圖2，一種自動(dòng)調(diào)整紫外激光光束位置的裝置，包括準(zhǔn)分子紫外激光器1、第一反射鏡2、電控平移臺(tái)3、第二反射鏡5、柱面鏡6、相位掩膜板7和光纖8，還包括壓電陶瓷4、光功率計(jì)9和計(jì)算機(jī)10，共光軸依次設(shè)置第二反射鏡5、柱面鏡6和相位掩膜板7，第二反射鏡5通過固定座固定在電控平移臺(tái)3上，固定座上設(shè)有壓電陶瓷4，第二反射鏡5位于第一反射鏡2的反射光路上，準(zhǔn)分子紫外激光器1位于第一反射鏡2的入射光路上，光纖8緊貼相位掩膜板7且位于入射光線的相反方向，光功率計(jì)9對(duì)準(zhǔn)光纖8的一端，采集光纖8的透射光功率數(shù)據(jù)，光功率計(jì)9和壓電陶瓷4分別與計(jì)算機(jī)10連接。

準(zhǔn)分子紫外激光器1發(fā)出紫外光束，經(jīng)第一反射鏡2反射至第二反射鏡5，經(jīng)第二反射鏡5反射至柱面鏡6，經(jīng)柱面鏡6聚焦至相位掩膜板7，并入射至光纖8，使得紫外光束在光纖8發(fā)生色散，色散產(chǎn)生的熒光經(jīng)光纖8傳輸，并在光功率計(jì)9上接受數(shù)據(jù)，通過觀察光功率計(jì)9采集的數(shù)據(jù)是否為最大值，并將光功率計(jì)9采集的數(shù)據(jù)信息送入計(jì)算機(jī)10（計(jì)算機(jī)10中安裝Thorlabs' Power Meter Software軟件，用于判斷所接收光功率值是否為最大值），若不是最大值，計(jì)算機(jī)10反饋一個(gè)信號(hào)給壓電陶瓷4，壓電陶瓷4接收信號(hào)并調(diào)整第二反射鏡5，使紫外光束準(zhǔn)確的照射在光纖8上，使得在光功率計(jì)9上獲得的數(shù)據(jù)值最大。

所述第一反射鏡2和第二反射鏡5均采用鍍紫外增反膜的反射鏡。

所述光纖8水平放置。

所述光功率計(jì)9對(duì)準(zhǔn)光纖8的一端。

結(jié)合圖3，一種自動(dòng)調(diào)整紫外激光光束位置的方法，方法步驟如下：

第一步、搭建自動(dòng)調(diào)整紫外激光光束位置的裝置：

所述自動(dòng)調(diào)整紫外激光光束位置的裝置包括準(zhǔn)分子紫外激光器1、第一反射鏡2、電控平移臺(tái)3、第二反射鏡5、柱面鏡6、相位掩膜板7、光纖8、壓電陶瓷4、光功率計(jì)9和計(jì)算機(jī)10，共光軸依次設(shè)置第二反射鏡5、柱面鏡6和相位掩膜板7，第二反射鏡5通過固定座固定在電控平移臺(tái)3上，固定座上設(shè)有壓電陶瓷4，第二反射鏡5位于第一反射鏡2的反射光路上，準(zhǔn)分子紫外激光器1位于第一反射鏡2的入射光路上，光纖8緊貼相位掩膜板7且位于入射光線的相反方向，光功率計(jì)9對(duì)準(zhǔn)光纖8的一端，采集光纖8的透射光功率數(shù)據(jù)，光功率計(jì)9和壓電陶瓷4分別與計(jì)算機(jī)10連接，轉(zhuǎn)入第二步。

第二步、打開準(zhǔn)分子紫外激光器1，準(zhǔn)分子紫外激光器1發(fā)出紫外光束，經(jīng)第一反射鏡2反射至第二反射鏡5，經(jīng)第二反射鏡5反射至柱面鏡6，經(jīng)柱面鏡6聚焦至相位掩膜板7，并入射至光纖8，使得紫外光束在光纖8發(fā)生色散，色散產(chǎn)生的熒光經(jīng)光纖8傳輸，通過光功率計(jì)9接收光纖8上的輸出光功率，同時(shí)將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給計(jì)算機(jī)10，轉(zhuǎn)入第三步。

第三步，判斷光功率計(jì)9所接收功率是否出現(xiàn)一個(gè)最大值，若不是，計(jì)算機(jī)10反饋一個(gè)信號(hào)給壓電陶瓷4，轉(zhuǎn)入第四步。

第四步，壓電陶瓷4接收信號(hào)并調(diào)整第二反射鏡5，使紫外光束準(zhǔn)確的照射在光纖8上，使得在光功率計(jì)9上獲得的功率值最大。

采用計(jì)算機(jī)10控制電控平移臺(tái)3和壓電陶瓷4，其自動(dòng)化程度高，能自動(dòng)調(diào)整紫外激光光束，使其準(zhǔn)確地照射在光纖8上，提高了光纖光柵的制作效率和精度。

采用計(jì)算機(jī)10判斷所接收光功率值是否最大，相對(duì)于人眼觀察，對(duì)紫外激光光束的調(diào)整精度更高。