[實(shí)用新型]光子晶體光纖的全光纖耦合實(shí)現(xiàn)裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920132384.7
• 申請(qǐng)日: 2009-06-05
• 公開（公告）號(hào): CN201425634Y
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阮雙琛;郭春雨;閆培光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 阮雙琛;郭春雨;閆培光;深圳大學(xué)
• 主分類號(hào): G02B6/24
• 分類號(hào): G02B6/24;G02B6/25
• 代理公司: 深圳中一專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 張全文

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于光纖實(shí)現(xiàn)裝置，尤其涉及一種光子晶體光纖的全光纖耦合實(shí)現(xiàn)裝置。

背景技術(shù)

光子晶體光纖(Photonic?Crystal?Fiber，PCF)具有獨(dú)特的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性。它的纖芯周圍含有沿著軸向規(guī)則排列微小空氣孔，通過空氣孔分布的改變可以精確控制其模場(chǎng)面積、數(shù)值孔徑、偏振和色散。與常規(guī)光纖相比，PCF在光纖光源應(yīng)用領(lǐng)域具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：1、可以實(shí)現(xiàn)單模面積，保證高輸出功率的同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)單模傳輸。2、具備更高的非線性系數(shù)，在非線性光纖激光器及超連續(xù)譜產(chǎn)生方面具有更高的效率。但是由于其內(nèi)部的微孔結(jié)構(gòu)，光子晶體光纖難以與常規(guī)光纖實(shí)現(xiàn)高效率低損耗熔接耦合，成為制約其實(shí)用化發(fā)展的關(guān)鍵因素。

目前光子晶體光纖的全光纖熔接耦合方法主要有直接熔接法和過渡光纖熔接法兩大類。直接熔接法主要有電弧熔接法、CO₂激光器熔接法、石墨加熱熔接法。利用這些方法對(duì)PCF與常規(guī)階躍折射率石英光纖的熔接過程中，空氣孔的塌陷變形是導(dǎo)致熔接損耗的主要因素，所以在熔接過程中必須精確控制熔接參數(shù)以保證PCF的空氣孔不塌陷，但是如果熔接點(diǎn)的空氣孔不塌陷，將會(huì)導(dǎo)致熔接強(qiáng)度不夠，在外應(yīng)力的作用下，熔接點(diǎn)很容易斷裂，影響其應(yīng)用。過渡光纖法主要有光纖透鏡法、熱擴(kuò)散變模法、及錐形光纖變模法。熱擴(kuò)散變模法主要是利用摻雜光纖受熱后模場(chǎng)發(fā)生改變從而實(shí)現(xiàn)兩光纖模場(chǎng)的匹配熔接，但能否利用此方法決定于光纖纖芯的摻雜特性；錐形光纖變模法是通過拉錐改變光纖的直徑進(jìn)而實(shí)現(xiàn)兩光纖的模場(chǎng)匹配熔接，但是其物理結(jié)構(gòu)受到改變；光纖透鏡法主要利用梯度折射率石英光纖的聚焦特性來改變光束的傳輸模場(chǎng)來實(shí)現(xiàn)兩光纖的模場(chǎng)匹配熔接。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種光子晶體光纖的全光纖耦合實(shí)現(xiàn)裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)與常規(guī)階躍折射率光纖高強(qiáng)度、低損耗的全光纖耦合熔接。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種光子晶體光纖的全光纖耦合實(shí)現(xiàn)裝置包括平移臺(tái)、光纖夾具、切割刀、探測(cè)器、平臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制器、主控制器和將切割后光纖進(jìn)行熔接的光纖熔接機(jī)，所述光纖夾具和切割刀設(shè)置于所述平移臺(tái)上，所述探測(cè)器設(shè)置于所述切割刀的上方且與所述主控制器電性連接，所述主控制器通過平臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制器與所述平移臺(tái)電性連接。

本技術(shù)方案中，將光纖設(shè)置于光纖夾具上后，按照光纖預(yù)先設(shè)定長(zhǎng)度移動(dòng)平移臺(tái)，平移臺(tái)移動(dòng)到位后，利用探測(cè)器和主控制器進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，再通過切割刀進(jìn)行定點(diǎn)切割，利用光纖熔接機(jī)在切割點(diǎn)將兩段光纖進(jìn)行熔接。這樣，利用該實(shí)現(xiàn)裝置可將PCF與常規(guī)階躍折射率光纖之間熔接梯度折射率光纖和無芯光纖，從而實(shí)現(xiàn)與常規(guī)階躍折射率光纖高強(qiáng)度、低損耗的全光纖耦合熔接。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種光子晶體光纖的全光纖耦合實(shí)現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種光子晶體光纖的全光纖耦合實(shí)現(xiàn)方法，于PCF與待熔接的常規(guī)階躍折射率光纖之間熔接梯度折射率光纖和無芯光纖。

具體地，首先將上述階躍折射率光纖與一段預(yù)定長(zhǎng)度的無芯光纖相熔接，再將無芯光纖熔接一段預(yù)定長(zhǎng)度的梯度折射率光纖，梯度折射率光纖再與PCF熔接，使PCF在熔接處形成預(yù)定長(zhǎng)度的塌陷區(qū)。

根據(jù)待熔接的PCF和階躍折射率光纖的模場(chǎng)參數(shù)選擇梯度折射率過渡光纖的類型，再進(jìn)行模擬計(jì)算得到最優(yōu)化的梯度折射率光纖長(zhǎng)度Lg、PCF塌陷區(qū)長(zhǎng)度Lc及無芯光纖長(zhǎng)度Lr；因此，利用該最優(yōu)化的梯度折射率光纖長(zhǎng)度Lg、PCF塌陷區(qū)長(zhǎng)度Lc及無芯光纖長(zhǎng)度Lr作為預(yù)定長(zhǎng)度來熔接，能夠保證模場(chǎng)的匹配耦合。

本實(shí)施例中，PCF與階躍折射率光纖具體是這樣實(shí)現(xiàn)熔接的：

(1)首先利用光纖熔接機(jī)把待熔接的階躍折射率光纖與無芯光纖相熔接，該熔接處為第一熔接點(diǎn)。把熔接后的光纖放置到高精度切割平臺(tái)，通過自動(dòng)平移臺(tái)精確移動(dòng)到第一切割點(diǎn)，利用超聲波切割刀進(jìn)行定點(diǎn)切割，第一切割點(diǎn)位置到第一次熔接點(diǎn)的長(zhǎng)度為上述無芯光纖的最優(yōu)化預(yù)定長(zhǎng)度Lr。