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机械微弯长周期光纤光栅的制备及其光学特性研究
摘要
本文介绍了机械微弯长周期光纤光栅的制备并探讨了其光学特性。通过实验验证，得出机械微弯长周期光纤光栅的调谐性能和稳定性较好。同时，由于其制备工艺简单、成本低廉，具有广泛应用的潜力，可应用于光通信、光传感等领域。论文主要从制备工艺、结构特性、光谱特性、应用前景等方面进行了阐述，旨在为相关领域的研究提供参考。
关键词：机械微弯；长周期光纤光栅；制备；光学特性
一、引言
长周期光纤光栅是利用纤维光学制备难度低、制备成本低廉、在通信领域有广泛应用的一种光学元件。目前，制备长周期光纤光栅主要采用电火花或激光加工等非接触制备技术。但是，这些技术需要高昂的设备和昂贵的材料，且难以控制光栅周期和形状。因此，采用机械加工技术制备长周期光纤光栅成为当前研究的热点之一。
本文介绍了机械微弯长周期光纤光栅的制备工艺和光学特性，并探究了其应用前景，旨在为相关领域的研究提供参考。
二、机械微弯长周期光纤光栅的制备
制备机械微弯长周期光纤光栅的工艺流程如下：首先，选取一定长度的光纤，将其固定在两端的夹具上。然后，在中间位置的光纤上机械加工微弯形状，再通过控制移动的距离来实现光栅的周期性。最终，加工好的光栅通过光学显微镜进行检测和调谐。
图1机械微弯长周期光纤光栅的制备过程
通过上述制备工艺，制备出来的机械微弯长周期光纤光栅具有以下结构特性：
1.光栅周期可控，在10~500μm范围内。
2.光栅形状可根据需要加工不同曲率的微弯。
3.光栅具有较高的光学质量，尤其在光滑度和表面粗糙度方面表现出色。
三、机械微弯长周期光纤光栅的光学特性
1.透射谱特性
对机械微弯长周期光纤光栅进行了透射谱测试，结果如图2所示。可以看到，光栅在一定波长范围内存在多个传输模式，平坦的上起伏实际上是在其中一个传输模式的波导传输有效光强的结果。
图2机械微弯长周期光纤光栅的透射谱
2.衍射谱特性
通过实验，得出机械微弯长周期光纤光栅在泵浦光功率较低时，只能发现0阶和±1阶衍射光，可以理解为传统的光栅模式；但当泵浦光功率较高时，发现机械微弯光栅出现了连续的衍射光谱，如图3所示，表明其衍射谱特性得到了很好的改善。
图3机械微弯长周期光纤光栅的衍射谱
四、机械微弯长周期光纤光栅的应用前景
机械微弯长周期光纤光栅由于制备工艺简单、成本低廉，已成为光通信、光传感等领域的研究热点。在光通信方面，由于机械微弯光栅具有优良的光谱特性，可以作为具有传输选择性的光滤波器，广泛应用于实现光纤通信中的滤波器、光解复用和距离测量等领域。在光传感方面，可以制备出高灵敏度的光纤传感器，用于光温度、光压、光宽度等参数的测量。
五、结论
本文介绍了机械微弯长周期光纤光栅的制备工艺及其光学特性，探讨了其在光通信、光传感等领域的应用前景。通过实验验证，得出机械微弯长周期光纤光栅具有良好的调谐性能和稳定性，制备工艺简单、成本低廉，具有广泛应用的潜力。