Phương pháp này lợi dụng một phần tử quang nhiễu xạ để điều chỉnh chùm tử
ngoại khắc.
* Nguyên lý nhiễu xạ qua Phase Mask : khi chiếu chùm tia UV qua Phase Mask, chùm tia này sẽđược nhiễu xạ thành một vài bậc m = 0, 1,…Điều này được cho thấy trong hình 2.8 Các bậc đến và bậc nhiễu xạ thoả mãn phương trình nhiễu xạ chung, với
Λpm là chu kỳ của Phase Mask, Chùm UV
Gương UV
Gương UV sợi
θ
sin sin 2 pm uv m i m (3.2)
θm/2 là góc của bậc được nhiễu xạ, λuv là bước sóng UV và θi là góc của chùm UV tới.Trong các trường hợp khi chu kỳ của cách tử nằm giữa λuv và λuv/2 thì sóng đến chỉđược nhiễu xạ thành một bậc (m = -1) với phần công suất còn lại giữ nguyên trong
sóng được truyền qua m = 0.
* Nguyên lý chế tạo: Để việc khắc cách tử dễ dàng và có hiệu quảhơn người ta sử
dụng Phase Mask với các tia UV tới vuông góc với Phase Mask và mặt cắt của cách tử
tuần hoàn trong Phase Mask phải được chọn sao cho khi chùm tia UV đến trên Phase Mask, chùm tia nhiễu xạ bậc không có công suất nhỏ hơn 5% công suất truyền, bậc 1 và -1 có công suất lớn nhất (lớn hơn 37 % công suất truyền).
Λpm
m = -1 Chùm tia được truyền m = 0
θm/2
Chùm tia tử ngoại đến
θt θi
Phase Mask
Hình 3.4. Nhiễu xạ của chùm tia tới Phase Mask.
Λpm
m = -1 Chùm tia nhiễu xạ m = +1
m = 0
θm/2 θm/2
Chùm tia tử ngoại đến vuông góc
Khi bức xạ UV tới vuông góc với Phase Mask (θi = 0) thì bức xạnày được nhiễu xạ thành các bậc m = 0 và m = 1 như thấy trong hình 2.9. Đặt sợi ngay sau Phase
Mask (như thấy trong hình 2.10), mẫu giao thoa tại sợi của hai chùm nhiễu xạ bậc 1 được hội tụ có chu kỳΛg liên quan tới góc nhiễu xạθm/2 theo phương trình
2sin 2 2 pm uv g m (3.3) g
là chu kỳ của các vân giao thoa. Chu kỳ của cách tử được khắc trong Phase
Mask được xác định bởi bước sóng Bragg được yêu cầu B đối với cách tử trong sợi và sử dụng phương trình (2.8) ta được: 2 2 Bragg pm g eff N n (3.4)
Trong đó N 1 là số nguyên chỉ ra bậc của chu kỳ các tử. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Để làm tối thiểu bậc không từ chùm tia UV đến vuông góc trên Phase Mask thì chiều sâu được khắc nhỏ nhất d của cách tử của Phase Mask
1 2 uv uv d n (3.5)
nuv là chỉ số của vật liệu Phase Mask tại bước sóng uv
Chùm UV
Lõi
Phase Mask
Bậc -1 Bậc 1
Ưu điểm:
- Tạo ra bước sóng phản xạ chính xác, đơn giản
Nhược điểm:
- Mỗi loại Phase Mask chỉ chế tạo được một loại FBG (chu kỳkhông đổi = chu kỳ Phase Mask /2) mà Phase Mask rất đắt
- Hệ số phản xạ thấp dưới 80% do sợi khó đặt vào vị trí giao thoa của hai chùm tia và do sợi đặt gần Phase Mask chịu ảnh hưởng của rung động cơ học