紫外写入时光束发散对光纤光栅布拉格波长的影响

本文主要探讨了光束发散度对紫外写入光纤光栅制备过程中的影响。通过对准分子激光束的傅里叶衍射光学分析，研究发现光束发散角的存在会导致光纤光栅的布拉格波长发生变化。当光束具有一定的发散角时，光栅的干涉场在光纤轴向和径向上呈现出不均匀性，这给制备高反射率光纤光栅带来了挑战。实验结果与理论预测相吻合，即相比于理想的平行光束，会聚光束会使光纤光栅的布拉格波长偏向短波段，而发散光束则会使它偏向长波段。 紫外写入光纤光栅的过程中，通常使用准分子激光器作为光源，其输出光束具有一定的发散角，这在实际操作中是无法完全避免的。为了简化模型，实验中采用了高斯光束进行模拟，这是因为即使在远场区域，光束的电场分布仍近似于点光源的远场特性，即随着距离的增加，光强逐渐减弱。由于准分子激光器的聚焦或发散角很小，满足了近似的平面波条件，因此在理论分析中可以简化为平面波处理。 相位版紫外写入法是光纤光栅制作的常用方法，它依赖于光源的相干性以及光源与相位掩膜版之间的精确对齐。然而，实际操作中光束的发散使得这一对齐变得更为复杂，可能会影响到光栅的周期和反射特性。因此，了解和控制光束发散度对于提高光纤光栅的制备精度至关重要。 文章进一步指出，为了克服发散带来的影响，可能需要优化紫外光源的设计，例如通过改进光学系统来减小发散角，或者采用特殊的光学元件来补偿干涉场的不均匀性。此外，对于特定的应用场景，可能还需要调整制备工艺参数，如曝光时间和能量分布，以适应发散光束的特点。 这篇论文揭示了光束发散度对光纤光栅制备工艺的深刻影响，并提出了相应的理论分析和实验验证，这对于提高光纤光栅的制备效率和性能具有重要的理论指导意义。在未来的光纤通信技术发展中，理解和控制光束发散度将是优化光纤光栅设计的关键因素之一。