[發(fā)明專利]一種光纖耦合器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110404665.5
• 申請日: 2011-12-07
• 公開（公告）號: CN102540342A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮麗爽;鄧學(xué)文;任小元;劉惠蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G02B6/26
• 分類號: G02B6/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光纖耦合器。

背景技術(shù)

目前，在光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域中，光纖耦合器是將來自幾根光纖(波導(dǎo))的光組合在一起，或者將一根光纖(波導(dǎo))中的光分離到幾根光纖(波導(dǎo))中，故光纖耦合器也稱合波器或分波器，光纖耦合器在光通訊、光纖傳感和光纖測量中得到了廣泛應(yīng)用。光纖的種類很多，例如可以是單模光纖、保偏光纖或者光子晶體光纖。這里的光子晶體光纖(PCF)，又稱多孔光纖或微結(jié)構(gòu)光纖，是基于光子晶體技術(shù)的新型光纖。這種光纖比普通的單模光纖具有更低的溫度、應(yīng)力敏感性，同時(shí)具有更高的抗輻射能力、抗張強(qiáng)度和更低的彎曲損耗，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

在現(xiàn)有技術(shù)方案中，普通的熔接雙錐光纖耦合器是通過將除去涂敷層的兩根或多根裸光纖以一定方式(如打絞或使用夾具)靠近，然后在高溫下熔融并同時(shí)拉伸直至獲得期望的耦合性能，其耦合比可通過改變纖芯直徑、纖芯間距離和拉錐長度來控制。當(dāng)加熱拉長光纖時(shí)，光纖芯半徑變細(xì)，模場直徑(MFD)增大。當(dāng)MFD超過光纖芯莖時(shí)，光模更多地以倏逝波的形式滲透到鄰近光纖的纖芯中；在給定耦合截面積的前提下，功率耦合比隨著耦合區(qū)長度的增加而變化。也就是說，光波能周期地從一根光纖傳到另一根光纖在返回，即在兩根耦合光纖之間有周期性的功率切換。

從上述現(xiàn)有技術(shù)方案可知，現(xiàn)有的光纖耦合器需要利用熔融拉錐工藝制作，這種工藝制作的光纖耦合器存在以下缺點(diǎn)：1、對于不同種類的光纖制作的耦合器，由于光纖結(jié)構(gòu)的差異，例如保偏光纖與光子晶體光纖，耦合器制作難度大，且會帶來大的損耗；2、采用普通單模光纖或保偏光纖制造的耦合器由于光纖結(jié)構(gòu)的不一致性或保偏光纖間主軸的對準(zhǔn)偏差均減低了光的偏振特性；3、對于全光子晶體光纖耦合器，如果采用通用的耦合器制作方法，如側(cè)面拋光和熔錐，由于空氣孔的存在，熔接的難度大大增加且耦合比不會太好。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種光纖耦合器，該光纖耦合器結(jié)構(gòu)簡單，工藝易于實(shí)現(xiàn)，制作難度低，能夠克服現(xiàn)有技術(shù)方案中熔融拉錐工藝制作所帶來的缺陷，提高了光纖耦合器的性能。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種光纖耦合器，所述光纖耦合器包括四個(gè)準(zhǔn)直器、四個(gè)尾纖和分光器，其中：

第一準(zhǔn)直器和第四準(zhǔn)直器處于同一條直線上，第二準(zhǔn)直器和第三準(zhǔn)直器處于另一條直線上，所述分光器處于兩條直線的交點(diǎn)，且該兩條直線關(guān)于所述分光器鏡面的法線對稱，其中該兩條直線之間的夾角可調(diào)節(jié)，且所述分光器的一面用于透射光，另一面用于反射光；

每個(gè)準(zhǔn)直器均連接有一個(gè)尾纖，將從各自尾纖輸入的光匯聚在所述分光器上，以及將所述分光器輸入的光輸出給各自的尾纖；

每個(gè)尾纖連接外部光纖以獲得輸入光，并將該輸入光傳輸給與每個(gè)尾纖連接的準(zhǔn)直器，或者將準(zhǔn)直器傳輸來的輸出光輸出給所述外部光纖。

所述分光器通過反射鏡實(shí)現(xiàn)，該反射鏡的其中一個(gè)表面具有高透性，另一個(gè)表面通過鍍膜工藝形成高反射性，且反射率范圍為1-99％；

所述分光器通過分光棱鏡或鍍膜分光片來實(shí)現(xiàn)。

所述尾纖為單模光纖，保偏光纖或光子晶體光纖。

所述光纖耦合器的外部封裝包括外殼和尾纖保護(hù)套，其中：

所述外殼的形狀依據(jù)具體的需要設(shè)計(jì)成十字形或一字形；

所述尾纖保護(hù)套用于保護(hù)從所述外殼內(nèi)引出的尾纖，并緊固所述尾纖

由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，所述光纖耦合器包括四個(gè)準(zhǔn)直器、四個(gè)尾纖和分光器，其中第一準(zhǔn)直器和第四準(zhǔn)直器處于同一條直線上，第二準(zhǔn)直器和第三準(zhǔn)直器處于另一條直線上，所述分光器處于兩條直線的交點(diǎn)，且該兩條直線關(guān)于所述分光器鏡面的法線對稱，其中該兩條直線之間的夾角可調(diào)節(jié)，且所述分光器的一面用于透射光，另一面用于反射光；每個(gè)準(zhǔn)直器均連接有一個(gè)尾纖，將從各自尾纖輸入的光匯聚在所述分光器上，以及將所述分光器輸入的光輸出給各自的尾纖；每個(gè)尾纖連接外部光纖以獲得輸入光，并將該輸入光傳輸給與每個(gè)尾纖連接的準(zhǔn)直器，或者將準(zhǔn)直器傳輸來的輸出光輸出給所述外部光纖。該光纖耦合器結(jié)構(gòu)簡單，工藝易于實(shí)現(xiàn)，制作難度低，能夠克服現(xiàn)有技術(shù)方案中熔融拉錐工藝制作所帶來的缺陷，提高了光纖耦合器的性能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的光纖耦合器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；