飞秒激光下光纤布拉格光栅带宽调控的理论与实验研究

本文主要探讨了基于飞秒激光微纳加工技术制备的光纤布拉格光栅（FBG）的带宽特性。飞秒激光作为一种高精度、高效率的精密加工手段，在光通信领域有着广泛应用，特别是在制备FBG这样的光滤波器时，其特性直接影响到光信号的传输质量。 在理论研究部分，作者模拟了广义高斯切趾型FBG的带宽变化规律。他们发现，随着折射率调制度的增加，FBG的带宽会显著增大，这是由于调制度的增强导致光的反射和透射效应更为明显。同时，光栅长度对带宽也有显著影响，起初随着光栅长度的增加，带宽会呈现出先减小的趋势，但当长度达到一定程度后，带宽趋于饱和，不再随长度增加而改变。 在实验部分，作者使用飞秒激光相位掩模法来制备FBG，并观察到不同激光功率对带宽的影响。当激光功率较低时，FBG带宽保持相对稳定；然而，当功率超过某个阈值，带宽会随功率的提升而增加。这表明，高强度的飞秒激光能够更有效地改变光纤的折射率分布，从而扩展带宽。 曝光时间的改变对FBG带宽也有显著作用。在曝光初期，带宽随着曝光时间的增加迅速增大，这是因为短时间内的激光作用使得光栅结构变化更剧烈。然而，当曝光时间进一步增加，带宽趋于饱和，这意味着长时间的曝光可能导致过度热化或结构过致密，不利于带宽的优化。 飞秒激光微纳加工技术在制备FBG过程中，通过精确控制激光参数如功率和曝光时间，可以实现对带宽的有效调控。这对于优化光纤布拉格光栅的性能，以及在光纤通信系统中实现更精细的光信号处理具有重要意义。这些研究成果对于设计和制造高性能光纤器件，如光纤传感器、光纤滤波器等有着实际的应用价值。