[發(fā)明專利]一種光子晶體光纖耦合器及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310482796.4
• 申請(qǐng)日: 2013-10-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103499855A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊遠(yuǎn)洪;代文;楊明偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G02B6/25
• 分類(lèi)號(hào): G02B6/25;G02B6/255
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 楊學(xué)明;顧煒

1.一種光子晶體光纖耦合器，其特征在于：包括：一個(gè)Y分支光子晶體光纖（5）與單根光纖（6），或者兩個(gè)Y分支光子晶體光纖（5、5′），將兩根相同光子晶體光纖（1、1′）側(cè)邊拋磨掉一半并貼合拋磨面，形成Y分支結(jié)構(gòu)光子晶體光纖，Y分支光子晶體光纖（5）的頂點(diǎn)端面（3）與單根光子晶體光纖的端面相同，將Y分支光子晶體光纖（5）頂點(diǎn)與單根光纖（6）或另一個(gè)Y分支光子晶體光纖（5′）頂點(diǎn)熔接或?qū)樱纬晒庾泳w光纖耦合器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光子晶體光纖耦合器，其特征在于：所述的光子晶體光纖為實(shí)芯光子晶體光纖或空芯光子晶體光纖，均包括保偏和非保偏光子晶體光纖。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光子晶體光纖耦合器，其特征在于：將Y分支光子晶體光纖（5）頂點(diǎn)與單根光纖（6）連接可獲得1×2光子晶體光纖耦合器；將Y分支光子晶體光纖（5）與另一個(gè)Y分支光子晶體光纖（5′）頂點(diǎn)連接可獲得2×2光子晶體光纖耦合器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光子晶體光纖耦合器，其特征在于：光束從Y分支光子晶體光纖（5）頂點(diǎn)輸入時(shí)，光束在平坦段纖芯內(nèi)傳播與單根光纖相同，進(jìn)入過(guò)渡段纖芯時(shí)纖芯緩慢展寬，滿足場(chǎng)的連續(xù)性條件，不會(huì)激發(fā)起高階模，僅是基模的寬度隨著波導(dǎo)的變寬而展寬并按相應(yīng)分光比進(jìn)入兩個(gè)分支光纖，兩束光相位相同，光強(qiáng)比近似等于分支點(diǎn)的光纖纖芯面積比，理想情況下其插入損耗只有分支點(diǎn)處產(chǎn)生的散射損耗。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光子晶體光纖耦合器，其特征在于：兩根光子晶體光纖貼合后光纖分支張角小于2°，以減小分支散射損耗，研磨區(qū)過(guò)渡段的長(zhǎng)度l′決定光纖張角，二者關(guān)系近似為：

α=2arctan(D-dl′)]]>

其中，α為光纖張角，d為纖芯直徑，D為包層直徑。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光子晶體光纖耦合器，其特征在于：若拋磨后的兩根光纖貼合后不做切割處理，則其本身就是一個(gè)2×2光子晶體光纖耦合器。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光子晶體光纖耦合器的制備方法，其特征在于：所述的Y分支光子晶體光纖（5）由兩根側(cè)面拋磨后的光子晶體光纖（1、1′）貼合形成，其制備過(guò)程為：

步驟（1）、研磨前對(duì)研磨方向進(jìn)行定位，使兩根光子晶體光纖的研磨方向相同，保偏光子晶體光纖的研磨方向選擇須不影響貼合后光纖的保偏結(jié)構(gòu)；

步驟（2）、分別研磨光子晶體光纖，研磨深度為包層直徑的一半，可根據(jù)分光比要求改變研磨區(qū)過(guò)渡段的彎曲半徑，并對(duì)研磨面做拋光處理；

步驟（3）、采用光膠工藝將兩個(gè)光子晶體光纖的拋光面對(duì)準(zhǔn)、貼合，在平坦段切割光纖，使切斷處光纖具有與單根光子晶體光纖相同的端面結(jié)構(gòu)，得到Y(jié)分支光子晶體光纖。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于：在Y分支光子晶體光纖制備過(guò)程中，研磨、拋光處理光子晶體光纖時(shí)，為避免堵塞空氣孔，對(duì)光纖端面空氣孔施加氣壓保持空氣孔清潔。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于：在Y分支光子晶體光纖制備過(guò)程中，耦合器分光比可通過(guò)調(diào)節(jié)Y分支光子晶體光纖分光比來(lái)設(shè)置，Y分支光子晶體光纖的分光比可通過(guò)改變兩個(gè)光纖拋磨區(qū)過(guò)渡段長(zhǎng)度l′來(lái)設(shè)定，當(dāng)兩拋磨面的過(guò)渡段長(zhǎng)度相同時(shí)貼合后分光比為50:50；貼合兩光纖拋磨面時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)拋磨面間的軸向位移或錯(cuò)位可以調(diào)節(jié)輸出分光比，該過(guò)程通過(guò)在Y分支光纖頂點(diǎn)處打光同時(shí)在兩個(gè)分支的輸出端記錄光功率來(lái)監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)。