光纖光柵的設計

① 光纖光柵的製作方法

採用適當的光源和光纖增敏技術，可以在幾乎所有種類的光纖上不同程度的寫入光柵。所謂光纖中的光折變是指激光通過光敏光纖時，光纖的折射率將隨光強的空間分布發生相應的變化，如這種折射率變化呈現周期性分布，並被保存下來，就成為光纖光柵。 光纖中的折射率改變數與許多參數有關，如照射波長、光纖類型、摻雜水平等。如果不進行其它處理，直接用紫外光照射光纖，折射率增加僅為（10的負4次方）數量級便已經飽和，為了滿足高速通信的需要，提高光纖光敏性日益重要，光纖增敏方法主要有以下幾種：
1）摻入光敏性雜質，如：鍺、錫、硼等。
2）多種摻雜（主要是B/Ge共接）。
3）高壓低溫氫氣擴散處理。
4）劇火。 光纖光柵製作方法中的駐波法及光纖表面損傷刻蝕法，成柵條件苛刻，成品率低，使用受到限制。主要的成柵有下列幾種。
1）短周期光纖光柵的製作
a）內部寫入法 內部寫入法又稱駐波法。將波長488nm的基模氛離子激光從一個端面耦合到鍺摻雜光纖中，經過光纖另一端面反射鏡的反射，使光纖中的入射和反射激光相干涉形成駐波。由於纖芯材料具有光敏性，其折射率發生相應的周期變化，於是形成了與干涉周期一樣的立體折射率光柵，它起到了Bragg反射器的作用。已測得其反射率可達90%以上，反射帶寬小於200MHZ。此方法是早期使用的，由於實驗要求在特製鍺摻雜光纖中進行，要求鍺含量很高，芯徑很小，並且上述方法只能夠製作布拉格波長與寫入波長相同的光纖光柵，因此，這種光柵幾乎無法獲得任何有價值的應用，很少被採用。用準分子激光干涉的方法，Meltz等人首次製作了橫向側面曝光的光纖光柵。用兩束相干紫外光束在接錯光纖的側面相干，形成干涉圖，利用光纖材料的光敏性形成光纖光柵。柵距周期由 ∧=λuv/（2sinθ）給出。可見，通過改變人射光波長或兩相干光束之間的夾角，可以改變光柵常數，獲得適宜的光纖光柵。但是要得到高反射率的光柵，則對所用光源及周圍環境有較高的要求。這種光柵製造方法採用多脈沖曝光技術，光柵性質可以精確控制，但是容易受機械震動或溫度漂移的影響，並且不易製作具有復雜截面的光纖光柵，這種方法使用不多。
b）光纖光柵的單脈沖寫入 由於準分子激光具有很高的單脈沖能量，聚焦後每次脈沖可達J·cm－2，又發展了用單個激光脈沖在光纖上形成高反射率光柵。英國南安普敦大學的 Archambanlt等人對此方法進行了研究，他們認為這一過程與二階和雙光子吸收有關。由於光柵成柵時間短，因此環境因素對成柵的影響降到了最低限度。此外，此法可以在光纖技制過程中實現，接著進行塗覆，從而避免了光纖受到額外的損傷，保證了光柵的良好強度和完整性。這種成柵方法對光源的要求不高，特別適用於光纖光柵的低成本、大批量生產。
c）相位掩膜法 將用電子束曝光刻好的圖形掩膜置於探光纖上，相位掩膜具有壓制零級，增強一級衍射的功能。紫外光經過掩膜相位調制後衍射到光纖上形成干涉條紋，寫入周期為掩膜周期一半的Bragg光柵。這種成柵方法不依賴於入射光波長，只與相位光柵的周期有關，因此，對光源的相乾性要求不高，簡化了光纖光柵的製造系統。這種方法的缺點是製作掩膜復雜，為使KrF準分子激光光束相位以知間。隔進行調制，掩膜版一維表面間隙結構的振幅周期被選為 4π（nilica－1）/（A·λKrF）=π，這里A是表面間隙結構的振幅。這樣得到的相位掩膜版可使準分子激光光束通過掩膜後，零級光束小子衍射光的5%，人射光束轉向+1和-1級衍射，每級衍射光光強的典型值比總衍射光的35%還多。用低相干光源和相位掩膜版來製作光纖光柵的這種方法非常重要，並且相位掩膜與掃描曝光技術相結合還可以實現光柵耦合截面的控制，來製作特殊結構的光柵。該方法大大簡化了光纖光柵的製作過程，是寫入光柵極有前途的一種方法。
2）長周期光纖光柵的製作
a）掩膜法 掩膜法是目前製做長周期光纖光柵最常用的一種方法。實驗中採用的光纖為光敏光纖，PC為偏振控制器，AM為振幅掩膜，激光器照射數min後，可製成周期 60μm～1mm范圍內變化的光柵，這種方法對紫外光的相乾性沒有要求。
b）逐點寫人法 此方法是利用精密機構控制光纖運動位移，每隔一個周期曝光一次，通過控制光纖移動速度可寫入任意周期的光柵。這種方法在原理上具有最大的靈活性，對光柵的耦合截面可以任意進行設計製作。原則上，利用此方法可以製作出任意長度的光柵，也可以製作出極短的高反射率光纖光柵，但是寫人光束必須聚焦到很密集的一點，因此這一技術主要適用於長周期光柵的寫入。它的缺點是需要復雜的聚焦光學系統和精確的位移移動技術。由於各種精密移動平台的研製，這種長周期光纖光柵寫入方法正在越來越多的被採用。

② 光纖光柵的工作原理

光纖光柵是一種通過一定方法使光纖纖芯的折射率發生軸向周期性調制而形成的衍射光柵，是一種無源濾波器件。由於光柵光纖具有體積小、熔接損耗小、全兼容於光纖、能埋入智能材料等優點，並且其諧振波長對溫度、應變、折射率、濃度等外界環境的變化比較敏感，因此在光纖通信和感測領域得到了廣泛的應用。
光纖光柵是利用光纖材料的光敏性，通過紫外光曝光的方法將入射光相干場圖樣寫入纖芯，在纖芯內產生沿纖芯軸向的折射率周期性變化，從而形成永久性空間的相位光柵，其作用實質上是在纖芯內形成一個窄帶的（透射或反射）濾波器或反射鏡。當一束寬光譜光經過光纖光柵時，滿足光纖光柵布拉格條件的波長將產生反射，其餘的波長透過光纖光柵繼續傳輸。

③ 怎麼用MATLAB做光纖光柵濾波器的設計呀！ 求程序或資料。。。。。。。。

利用光柵濾波實現圖像相加減設計實驗
光學圖像加減實驗
摘要：
本實驗利用正弦光柵濾波實現圖像相加減的設計，用低通濾波器濾光，兩列相干光，考慮相位和振幅。物光用一個E和一個F，只要改變光柵相對光軸的位置，就可以方便的改變他們的相位，從而可以獲得圖像的相加或相減的輸出。
在醫學，軍事，農業，工業具有廣泛的作用。
引言：
圖像加減是相干光學處理中的一種基本的光學‐數學運算, 是圖像識別的一種主要手段。其中比較感興趣的是圖像相減，因為通過相減可以求出兩張相近照片的差異, 從中提取差異信息。例如：通過在不同時期拍攝的兩張照片相減, 在醫學上可用來發現病灶的變化; 在軍事上可以發現地面軍事設施的增減; 在農業上可以預測農作物的長勢; 在工業上可以檢查集成電路掩膜的疵病, 等等。還可用於地球資源探測、氣象變化以及城市發展研究等各個領域。實現圖像相減的方法很多, 本實驗介紹利用正弦光柵作為空間濾波器實現圖像相減的方法。
一．實驗目的：
1 .採用正弦光柵作濾波器，對圖像進行相加和相減實驗，加深對空間濾波概念的理解；
2 .通過實驗，加深對傅里葉光學相移定理和卷積定理的認知。
二．實驗原理：
設正弦光柵的空間頻率為f0 , 將其置於4 f 系統的濾波平面P2 上, 如圖1 所示, 光柵的
復振幅透過率為:

式中，f 為傅里葉變換透鏡的焦距； 表示光柵條紋的初位相，它決定了光柵相對於坐標原點的位置。
將圖像A 和圖像B 置於輸入平面P1 上，且沿x1 方向相對於坐標原點對稱放置，圖像
中心與光軸的距離均為b。選擇光柵的頻率為f0，使得 , 以保證在濾波後兩圖像中A 的+ 1 級像和B 的- 1 級像能恰好在光軸處重合。於是, 輸入場分布可寫成:

在其頻譜面P2 上的頻譜為：

由於及，因此。上式可以寫成

經過光柵濾波後的頻譜為：

圖1 光學圖像加減原理圖

通過透鏡L2 進行傅立葉逆變換，在輸出平面P3 上的光場為：

討論：（1）當光柵條紋的初相位時，上式變為：

結果表面在輸出平面P3 的光軸附近，實現了圖像相加。
（2）當光柵條紋的初相位時，上式變為：

結果表面在輸出平面P3 的光軸附近，實現了圖像相減。
從相加狀態轉換到相減狀態，光柵的橫向位移量應等於1/4 周期，即滿足：
因此，小心緩慢的橫向水平移動光柵時，將在輸出平面的光軸附近觀察到圖像A、B 交
替的相加相減的效果。
三．實驗儀器介紹：
光學實驗導軌 1000mm 1 根
半導體激光器(含電源) 635nm/3mW 1 台
加減圖像+干板夾 1 套
一維光柵+干板夾 1 套
傅里葉透鏡 2 套
毛玻璃 1 塊
擴束鏡 1 套
準直鏡 1 套
滑塊 6 個
一維位移架 1 個
二維位移架 1 個
四．實驗步驟：

圖2 實驗系統框圖
1、將半導體激光器放在光學實驗導軌的一端，打開電源開關，調節二維調整架的兩個旋扭，
使的從半導體激光器出射的激光光束平行於光學實驗導軌。
2、在半導體激光器的前面放入擴束鏡，調整擴束鏡的高度和其上面的二維調節旋扭，使的
擴束鏡與激光光束同軸等高。
3、在擴束鏡的前面放入準直鏡，調整準直鏡的高度，使的準直鏡與激光光束同軸等高。再
調整準直鏡的位置，使的從準直鏡出射的光束成近似平行光。
4、在準直鏡的前面搭建4f 系統。保持兩傅里葉透鏡與激光光束同軸等高。如實驗圖所示。
5、在4f 系統的輸入面上放入待加減圖像且待加減圖像裝在一維位移架上，頻譜面上放入
加減濾波器（一維光柵）且加減濾波器（一維光柵）裝在二維位移架上，輸出面上放入觀察
屏（毛玻璃）。
6、通過旋轉一維位移架上的旋扭，使的加減濾波器（一維光柵）發生位移，觀察毛玻璃上
的圖像的變化，直到在毛玻璃上出加減圖像為止。
五、實驗結果：
實驗中得到光學相加圖像如下：

得到光學相減圖像如下：
參考資料：
[1] 蘇顯渝等.信息光學(第二版)[M]. 北京：科學出版社，2011.06.
[2] 謝敬輝，趙達尊，閻吉祥．物理光學教程[M]．北京：北京理工大學出版社，2005．
[3] 王正林，劉明．精通MATBAL7[M]．北京：電子工業出版社，2007．
[4] 張平等．MATLAB基礎與應用[M]．北京：北京航空航天大學出版社，2005．
[5]光學相干處理，光學圖像微分與加減實驗報告。

④ 啁啾光纖光柵怎麼設計

目前業內製作啁啾光纖光柵一般使用相位掩模板法，其設計方法是：
1、依照刻寫的光纖基材參數及所需光柵的中心波長，計算出相位掩模板的周期
2、依照刻寫的光纖基材參數、所需光柵的帶寬、所需光柵柵區的尺寸，計算出相位板的啁啾率、長度
3、訂購指定相位掩模板，然後使用JK-201A系列刻寫平台刻寫

⑤ 光纖光柵是什麼

光纖光柵是一種通過一定方法使光纖纖芯的折射率發生軸向周期性調制而形成的衍射光柵，其實質就是一種寫在光纖上的光柵，一般是寫在光纖的纖芯上。

⑥ 光纖光柵的工作原理以及光纖光柵的定製。

光纖光柵抄是指用特殊加工手段對光纖進行加工後使其只能反射一段特定波長的光纖，其它波長的光任然可以通過。作用主要應用在光柵感測器上，原理是：當光纖光柵周圍的環境等發生變化時，通過此光柵反射的特定波長隨之發生改變，儀器檢測到這種改變後依據實驗數據模型解調出有用的信息。
光纖光柵感測器的核心就是不同封裝形式的布拉格光纖光柵。FBG布拉格光纖光柵會隨著外部變化比如應變或溫度而變化，經過此光纖光柵的反射中心波長就會隨之改變，通過光纖光柵解調儀的調制，可以把這種光譜的變化轉化為實際的應變或溫度測量值。

⑦ 光纖光柵的介紹

光纖光柵是一種通過一定方法使光纖纖芯的折射率發生軸向周期性調制而形成的衍射光柵，是一種無源濾波器件。由於光柵光纖具有體積小、熔接損耗小、全兼容於光纖、能埋入智能材料等優點，並且其諧振波長對溫度、應變、折射率、濃度等外界環境的變化比較敏感，因此在光纖通信和感測領域得到了廣泛的應用1光纖光柵是利用光纖材料的光敏性，通過紫外光曝光的方法將入射光相干場圖樣寫入纖芯，在纖芯內產生沿纖芯軸向的折射率周期性變化，從而形成永久性空間的相位光柵，其作用實質上是在纖芯內形成一個窄帶的（透射或反射）濾波器或反射鏡。當一束寬光譜光經過光纖光柵時，滿足光纖光柵布拉格條件的波長將產生反射，其餘的波長透過光纖光柵繼續傳輸。

⑧ 光纖光柵與寫制技術

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⑨ 光纖光柵製作方法有幾種

光斑照光纖應該定范圍概估算要精確測量用高倍數顯微鏡看看看光柵

⑩ 光纖光柵的製作方法研究

其實就是羅列，對於布拉格光柵商業化應用來說，掩模法是最好的，其他的你可以羅列，對於掩模板的方法可以詳細的敘述，我空間就有不少，掩模法隨便抄就可以。另外在敘述一下特殊光柵，如D型，手征，塑料光纖光柵。