本文介紹了如何制造光纖布拉格光柵以及用在什么地方。

光柵是通過將光纖暴露在紫外線下來寫入的。紫外線（244nm）能夠?qū)π镜恼凵渎蔬M行永久性的改變。

折射率的變化確實非常小。但我們不需要大的折射率變化，因為光柵中有大量的周期（1厘米長的光柵有大約10000個波長周期）。0.0001的折射率變化足以形成有效的光柵。

A. 寫光柵有很多種方法其中最重要的兩個。

1. 干涉圖案寫入

使用來自單個激光器的光束，光束被分離，然后在被處理的光纖上重新組合。產(chǎn)生干涉圖案，并且這可以被布置為了可以控制光柵的周期。

這種方法在實驗室中已經(jīng)很好地建立起來，但很難用它寫長光柵。（1或2厘米大約是極限。）許多潛在的用途要求光柵相當(dāng)長（在某些應(yīng)用中為20至30厘米），而這種技術(shù)不適合較長的光柵。

2. 相位掩膜

相位掩模衍射單個入射光束。衍射光束具有干涉條紋，可以控制干涉條紋以產(chǎn)生我們正在尋找的類型的周期性變化。這比雙光束技術(shù)有一個優(yōu)點，即它允許我們制作非常長的光柵。掩模很長，光束沿著掩模掃描。相位掩模技術(shù)有許多變體，其中一些變體正在商業(yè)使用中。

在之前的討論中，光柵被說明為在每個界面處折射率都發(fā)生突變。這不是真的。實際光柵如下圖所示。指數(shù)的變化是相當(dāng)漸進的，在性質(zhì)上接近正弦波。這實際上對光柵的有效性影響很小。

B. 光纖布拉格光柵對溫度敏感度與封裝

與大多數(shù)光學(xué)設(shè)備一樣，F(xiàn)BG的波長隨著設(shè)備的環(huán)境溫度而變化。這只是部分由纖維隨溫度的膨脹和收縮以及芯中RI變化的間距變化引起的。主要影響是纖維本身的RI隨溫度的變化。

然而，這并沒有我們預(yù)期的那么糟糕。未封裝光柵確實非常穩(wěn)定，在80°C的溫度范圍內(nèi)，總變化約為1 nm！如下圖所示，可以被動穩(wěn)定FBG，使其不會隨溫度發(fā)生顯著的波長變化——當(dāng)溫度升高時，不銹鋼管的膨脹導(dǎo)致纖維中的張力減小。張力的這種變化被安排成引起與纖維本身的正常熱運動引起的波長變化相反的方向上的波長變化。這兩種效果都平衡了，就得到了一個不需要主動溫度控制的穩(wěn)定設(shè)備。

C.光纖布拉格光柵應(yīng)用

1.波長穩(wěn)定激光器

有多種方法可以使用FBG來控制（穩(wěn)定）激光器以產(chǎn)生單個波長的窄帶。

2.色散補償

啁啾Chirped FBG可以用于補償現(xiàn)有的光傳輸網(wǎng)絡(luò)，以允許它們在1550nm頻帶中工作。

3.WDM系統(tǒng)中的波長選擇

4. 傳感應(yīng)用

審核編輯：劉清