[發明專利]保偏光纖耦合器、其制備方法及全光纖電流傳感器

有效

• 申請號: 200810043138.4
• 申請日: 2008-02-21
• 公開（公告）號: CN101515049A
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發明（設計）人: 黃勇
• 申請（專利權）人: 上海康闊光通信技術有限公司
• 主分類號: G02B6/28
• 分類號: G02B6/28
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司
• 代理人: 丁紀鐵

技術領域

本發明涉及一種保偏光纖耦合器及其制備方法。本發明還涉及一種應用該保偏光纖耦合器的全光纖電流傳感器。

背景技術

保偏光纖耦合器目前在各個領域都得到了普遍的應用，特別在保偏傳感器中的應用尤為重要。目前大部分的保偏光纖是應力型保偏光纖，利用這類光纖所做成的保偏耦合器，其主要特性對溫度特別敏感，對封裝工藝要求特別高，也對使用溫度的范圍有相當的限制。這里以3×3保偏光纖耦合為例(見圖1)，這種器件是用三根保偏光纖先經直線型放置定位，而后確保光纖間平行緊靠，然后再進行熔融拉錐而成的。由于由保偏光纖來制備3×3保偏光纖耦合器本身的制作難度大，再加上器件性能對輸入偏振態和溫度有較大的敏感性，這給實際的生產帶來較大的挑戰，成品率受嚴重的影響。而3×3保偏耦合器件在許多光纖傳感系統有著極其重要的應用，因此開發高可靠性的3×3保偏光纖耦合器是一件刻不容緩的事。而對于用普通單模光纖所做成的1×2(或2×2，1×3，3×3，1×4)的耦合器，其在-40℃～85℃的范圍內不僅有非常好的溫度特性，而且偏振依賴性也非常低。本發明人也曾在1994年提出了利用局部保圓(完全退化的線雙折射)光纖，設計了一種不需定軸的2×2保偏線偏振光纖耦合器的設想，這類器件盡管也能改善器件的上述相關特性，但因制造局部保圓光纖本身的高成本，且工藝上不易控制的緣故，也并未被推廣應用。要是利用這個概念試制3×3保偏光纖耦合器，那就更不現實了，但可以根據3×3保偏耦合器在實際光纖傳感器中的應用特點，來設計更可靠合理的器件。

采用傳統的3×3保偏光纖耦合器的全光纖電流傳感器，同樣因傳統保偏光纖耦合器的缺點而使其該器件的主要性能不可靠。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種保偏光纖耦合器，該器件具有高的性能穩定性和可靠性。本發明還提供保偏光纖耦合器的制備方法及應用了該保偏光纖耦合器的全光纖電流傳感器。

為解決上述技術問題，本發明的保偏光纖耦合器，其耦合區由單模光纖制成，所述保偏光纖耦合器的輸入端至少包含一保偏光纖，與其直接相通的輸出端為單模光纖，所述保偏光纖耦合器的輸入端至少包含一單模光纖，與其直接相通的輸出端為保偏光纖，所述輸入端和輸出端的保偏光纖分別和耦合區中相對應的單模光纖熔接成一體。

本發明的保偏光纖耦合器的制備方法，包括如下步驟：

(1)根據輸入端和輸出端對保偏光纖的要求，準備二節型光纖，所述二節型光纖為單模光纖的一端熔接保偏光纖的一端而成的光纖；

(2)對步驟一中的光纖按要求排列定位，且互相緊靠；

(3)將步驟二中排列定位后的多根單模光纖區域拉制成耦合區。

本發明的全光纖電流傳感器，所述全光纖電流傳感器中的3×3保偏光纖耦合器的耦合區由單模光纖制成，一個輸入端為保偏光纖，與其直接相通的輸出端為單模光纖；另兩個輸入端為單模光纖，與這兩個輸入端相對應的直接相通的輸出端均為保偏光纖。

本發明的保偏光纖耦合器，因其耦合區由單模光纖拉制而成，沒有任何保偏光纖，故消除了原有的保偏光纖耦合器的耦合區中使用保偏光纖帶來的性能不穩定的缺點，提高了器件的可靠性和穩定性。本發明的保偏光纖耦合器在制備過程中，二節型光纖由保偏光纖和單模光纖用熔接機在拉制耦合器前熔接在一起，對在熔接過程中保偏光纖的應力取向沒有特殊要求，同時熔接的單模光纖和保偏光纖的模場直徑相同或相差小于20％的，能減少二者之間的熔接損耗；而在步驟二的定位中，不管是輸入端還是輸出端的保偏光纖，既可都定位在慢軸，也可都定位在快軸上，還可根據需要，有些定位在慢軸上，而有些則定位在快軸上，故應用性強。同樣地，采用本發明的保偏光纖耦合器，不僅偏振依賴損耗(PolarizationDependent?Loss，PDL)像普通的單模光纖耦合器一樣，而且偏振隔離度(Polarization?Extinction?Ratio，PER)對溫度的依賴性也非常小，因而大大提高器件的長期穩定性。同時，在工業化生產中，能顯著提高器件的成品率。

附圖說明

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

圖1為現有的3×3保偏光纖耦合器的結構示意圖；

圖2為二節型光纖結構示意圖；

圖3為第一類保偏光纖耦合器熔拉耦合器前各光纖直線型排列示意圖及截面示意圖；

圖4為第二類保偏光纖耦合器熔拉耦合器前各光纖直線型排列示意圖及截面示意圖；

圖5為第二類保偏光纖耦合器熔拉耦合器前各光纖品字型排列示意圖及截面示意圖；

圖6為第三類保偏光纖耦合器熔拉耦合器前各光纖直線型排列示意圖及截面示意圖；