[發明專利]金屬棒支撐的微光纖環形光學諧振腔

無效

• 申請號: 200710070400.X
• 申請日: 2007-07-30
• 公開（公告）號: CN101105554A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: 童利民;郭欣;李宇航;姜校順
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G02B6/24
• 分類號: G02B6/24;H01S3/083
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發明涉及微光學元件，尤其是涉及一種金屬棒支撐的微光纖環形光學諧振腔。

背景技術

光學諧振腔在光信息處理、傳感、有源器件中有廣泛的用途。目前實現光學諧振腔的結構主要有F-P腔、微球諧振腔、盤型諧振腔等等。近年來，隨著光纖制備工藝的改進，低損耗的微納光纖已經被制備出來，并且有望應用于微納光子學器件，提高器件集成度。環形光纖諧振腔就是其中一例。國際上得到微光纖光學諧振腔的方法主要是將納米光纖通過范德瓦爾斯力和靜電力直接相接觸，形成環形或螺旋形諧振腔，或者將光纖打結制成環形結諧振腔。但是范德瓦爾斯力和靜電力都較弱，使得直接相接觸的環形諧振腔不夠穩定，同時環形結諧振腔耦合相對難調。

發明內容

本發明的目的在于提供一種金屬棒支撐的微光纖環形光學諧振腔，利用微米直徑光纖制備穩定的環形諧振腔，調節耦合長度可以控制輸出達到臨界耦合，而且給金屬棒通電也可以調節諧振腔的諧振特性。

本發明解決其技術問題采用的技術方案是：

將微光纖纏繞在金屬棒上制成光學環形諧振腔，微光纖環光纖接觸處耦合，拉錐光纖的一端為光信號輸入端，拉錐光纖的另一端為輸出端。

本發明具有的有益效果是：本發明的諧振腔具有很好的穩定性，易于控制和調節，可以通過調節耦合區微光纖重疊的長度來調節輸出，可以達到臨界耦合狀態，可以在溶液中使用，還可以通過給金屬棒通電來調節諧振腔特性。

附圖說明

圖1是本發明的結構原理示意圖。

圖2是圖1的俯視圖。

圖3是環形諧振腔在空氣中的典型透射譜；

(a)是多個峰時的典型諧振譜，(b)是調節耦合長度達到臨界耦合時典型的單個諧振峰。

圖4是通過調節耦合長度而改變輸出的情況；(a)是透射率隨輸入光纖與輸出光纖之間角度(圖2中的φ)，即相對于耦合長度變化的情況，(b)調節耦合過程中，單個峰深度的典型變化過程。

圖5是金屬棒通電以后，諧振峰隨電流大小而移動的情況。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

如圖1、2所示，本發明是將光纖拉細到微米量級并且保持不拉斷，再將微光纖纏繞在金屬棒3上制成光學環形諧振腔，微光纖環上光纖接觸處4形成耦合，同時拉錐光纖的一端1為光信號輸入端，拉錐光纖的另一端2為輸出端。

所述的微光纖直徑均為1～5μm。所述的環形諧振腔，其直徑由金屬棒直徑決定。金屬棒直徑一般不超過2cm。所述的金屬棒3為金、銀或銅棒。所述的環形諧振腔是一圈或多圈結構。多圈結構的最大圈數由金屬棒引入的損耗決定，一般不超過十圈。

(1)使用普通單模光纖高溫拉伸法制備出直徑約為2μm微光纖，在光學顯微鏡下將微光纖纏繞在銅棒上制備直徑480μm的環形諧振腔，然后，輸入可調諧激光，測量諧振特性，通過調節耦合長度達到臨界耦合。圖1、2是本發明的結構原理示意圖；圖3(a)是該環形諧振腔在空氣中輸入可調諧激光得到的透射光譜，計算所得Q值約為4000；圖3(b)是在臨界耦合情況測得的單個峰的典型透射譜，通過理論計算得到銅棒引入的損耗大概是3.62dB/mm。

(2)使用普通單模光纖高溫拉伸法制備出2μm微光纖，同樣的方法制備出環形諧振腔，通過調節精密旋轉臺，調節輸出光學特性。圖4為環形諧振腔的透射譜隨輸入光纖與輸出光纖之間角度，即耦合長度變化的情況，可以看出調節耦合區長度可以有效的調節輸出特性。(a)是透射率隨輸入光纖與輸出光纖之間角度(圖1中的φ)，即相對于耦合長度變化的情況，(b)調節耦合過程中，單個峰深度的典型變化過程。

(3)使用普通單模光纖高溫拉伸法制備出3μm微光纖，同樣的方法制備出環形諧振腔，給金屬棒加上電流，改變電流大小測量輸出特性的變化。附圖5為環形諧振腔的透射譜移動隨電流大小變化的情況。在電流比較小時，頻譜移動與電流大小幾乎滿足線性關系，從而可以實現用小電流精確控制諧振峰位置。

本發明將微光纖纏繞在金屬棒上制成金屬棒支撐的微光纖環形光學諧振腔，具有非常好的穩定性，輸出特性可調，通過調節可以達到臨界耦合。同時還可以通過給金屬棒通電來調節諧振特性。