本發明涉及光纖光柵制作領域，具體涉及一種自動調整紫外激光光束位置的方法。

背景技術：

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光柵。Hill的早期光纖是用488nm可見光波長的亞離子激光器，通過增加或延長注入光纖纖芯中的光輻照時間而在纖芯中形成了光柵。后來G.Meltz等人利用高強度紫外光源所形成的干涉條紋對光纖進行側面橫向曝光在該光纖纖芯中所產生折射率調制或相位光柵。1989年，第一支布拉格波長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，它主要是利用紫外光透過相位掩模板后的±1級衍射光形成的干涉光對具有良好光敏性的光纖進行曝光處理，使得光纖纖芯的折射率產生周期性的變化，這項技術使得制作光纖光柵的工藝流程便得更加靈活和簡便，有利于批量化工業化生產。

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衍射所產生的干涉條紋在光纖中形成折射率的周期性擾動，從而形成光纖光柵。相位掩膜板是基于光刻技術利用照相平板印刷技術，在透紫外光的平玻璃板表面上蝕刻出周期性的浮雕結構。當紫外光通過時，會產生衍射。在實際制作過程中，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，在垂直方向上對紫外激光光束進行聚焦，光纖位于焦點處。同時，這也帶來新的問題，由于光斑較小，稍有機械振動或是偏差，紫外激光光束就不能準確照射在光纖纖芯上，目前一般采用人眼觀察和手動調節的方式，使紫外激光光束照射在光纖纖芯上。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種自動調整紫外激光光束位置的方法，能夠實現相位掩膜板法制作光纖光柵時，紫外激光光束的自動調整，提高制作光纖光柵的精確性，實現自動化。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種自動調整紫外激光光束位置的方法，方法步驟如下：

第一步、搭建自動調整紫外激光光束位置的裝置：

所述自動調整紫外激光光束位置的裝置包括準分子紫外激光器、第一反射鏡、電控平移臺、第二反射鏡、柱面鏡、相位掩膜板、光纖、壓電陶瓷、光功率計和計算機，共光軸依次設置第二反射鏡、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上，固定座上設有壓電陶瓷，第二反射鏡位于第一反射鏡的反射光路上，準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，光功率計對準光纖的一端，采集光纖的透射光功率數據，光功率計和壓電陶瓷分別與計算機連接，轉入第二步。

第二步、打開準分子紫外激光器，準分子紫外激光器發出紫外光束，經第一反射鏡反射至第二反射鏡，經第二反射鏡反射至柱面鏡，經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生色散，色散產生的熒光經光纖傳輸，通過光功率計接收光纖上的輸出光功率，同時將數據實時傳輸給計算機，轉入第三步。

第三步，判斷光功率計所接收功率是否出現一個最大值，若不是，計算機反饋一個信號給壓電陶瓷，轉入第四步。

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

本發明與現有技術相比，其顯著優點在于：

（1）自動化程度高，能自動調整紫外激光光束，使其準確地照射在光纖上。

（2）精度高，相對于人眼觀察，對紫外激光光束的調整精度更高。

（3）效率高，由于實現了高精度的自動調節，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。

附圖說明

圖1為本發明自動調整紫外激光光束位置的裝置的俯視圖。

圖2為本發明自動調整紫外激光光束位置的裝置的局部主視圖。

圖3為本發明自動調整紫外激光光束位置的方法的流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步說明。

結合圖1和圖2，一種自動調整紫外激光光束位置的裝置，包括準分子紫外激光器1、第一反射鏡2、電控平移臺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9和計算機10，共光軸依次設置第二反射鏡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3上，固定座上設有壓電陶瓷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9對準光纖8的一端，采集光纖8的透射光功率數據，光功率計9和壓電陶瓷4分別與計算機10連接。

準分子紫外激光器1發出紫外光束，經第一反射鏡2反射至第二反射鏡5，經第二反射鏡5反射至柱面鏡6，經柱面鏡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發生色散，色散產生的熒光經光纖8傳輸，并在光功率計9上接受數據，通過觀察光功率計9采集的數據是否為最大值，并將光功率計9采集的數據信息送入計算機10（計算機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，計算機10反饋一個信號給壓電陶瓷4，壓電陶瓷4接收信號并調整第二反射鏡5，使紫外光束準確的照射在光纖8上，使得在光功率計9上獲得的數據值最大。

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9對準光纖8的一端。

結合圖3，一種自動調整紫外激光光束位置的方法，方法步驟如下：

第一步、搭建自動調整紫外激光光束位置的裝置：

所述自動調整紫外激光光束位置的裝置包括準分子紫外激光器1、第一反射鏡2、電控平移臺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9和計算機10，共光軸依次設置第二反射鏡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3上，固定座上設有壓電陶瓷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9對準光纖8的一端，采集光纖8的透射光功率數據，光功率計9和壓電陶瓷4分別與計算機10連接，轉入第二步。

第二步、打開準分子紫外激光器1，準分子紫外激光器1發出紫外光束，經第一反射鏡2反射至第二反射鏡5，經第二反射鏡5反射至柱面鏡6，經柱面鏡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發生色散，色散產生的熒光經光纖8傳輸，通過光功率計9接收光纖8上的輸出光功率，同時將數據實時傳輸給計算機10，轉入第三步。

第三步，判斷光功率計9所接收功率是否出現一個最大值，若不是，計算機10反饋一個信號給壓電陶瓷4，轉入第四步。

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

采用計算機10控制電控平移臺3和壓電陶瓷4，其自動化程度高，能自動調整紫外激光光束，使其準確地照射在光纖8上，提高了光纖光柵的制作效率和精度。

采用計算機10判斷所接收光功率值是否最大，相對于人眼觀察，對紫外激光光束的調整精度更高。