[發(fā)明專利]具有液芯光纖的光學(xué)器件和制造這樣的器件的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201380054411.2
• 申請日: 2013-09-20
• 公開（公告）號: CN104737047A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 明召·潘輝;菲利普·德萊;西爾維·勒布倫;吉勒·波利亞
• 申請（專利權(quán)）人: 國家科學(xué)研究中心
• 主分類號: G02B6/032
• 分類號: G02B6/032;H01S3/30;G02B6/36;G02B6/38
• 代理公司: 北京金思港知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11349
• 代理人: 邵毓琴;李晶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于光纖的連接器和連接技術(shù)，或者更具體地講，涉及用于液芯光纖的連接器和連接技術(shù)。

背景技術(shù)

液芯光纖和光導(dǎo)在幾十年來一直是持續(xù)研究和發(fā)展工作的主題，因?yàn)樵谝欢☉?yīng)用范圍內(nèi)，它們可適用于持續(xù)增加的有利效果。

液體填充的中空芯的光纖的各種應(yīng)用，尤其是已知的，通常取決于用于填充纖芯的液體的特性和所用光纖的特定性質(zhì)。例如，液芯光纖用于當(dāng)填充纖芯的材料被耦合到光纖的一端的激光源激發(fā)時(shí)觀察和研究在光纖的另一端生成的拉曼效應(yīng)。這樣的組裝件要求傳輸光的耦合器(或連接器)被放置在光纖的輸入和輸出處以使得激光源發(fā)射的激發(fā)信號可以注入到光纖中，并且要求分析從光纖輸出的信號的性質(zhì)。

例如，美國專利No.3770350中描述了使用液芯光纖作為單元的過程，其中液芯光纖包含將利用拉曼光譜分析的液體。為了進(jìn)行期望的分析，所描述的應(yīng)用要求光纖被液體填充并且光耦合到光纖，這假定光纖可以沒有限定性地填充液體，并且插入到光纖中的液體可以改變。

此外，被稱為“微結(jié)構(gòu)”光纖(或者有時(shí)“光子晶體光纖”)的光纖在幾年里一直在針對各種應(yīng)用(電信、非線性光學(xué)器件等)進(jìn)行開發(fā)，并且具有如此有利的性質(zhì)以至于它們的使用迅速普及。微結(jié)構(gòu)光纖是包含微結(jié)構(gòu)的光纖，這些微結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出在光纖長度上延伸的腔體的形式，該光纖的截面形成了腔體的基體，以此限定微結(jié)構(gòu)。美國專利No.7062140中描述了微結(jié)構(gòu)光纖的各種例子。

微結(jié)構(gòu)光纖因此可以用于其形成微結(jié)構(gòu)的腔體被液體填充的應(yīng)用中，以便用于前述應(yīng)用中。于是，我們提及“微結(jié)構(gòu)液芯光纖”或者甚至“液芯光纖”，該名稱一般應(yīng)用于其腔體(形成微結(jié)構(gòu))被液體填充的光纖，這些液體填充的腔體不一定要放置在光纖的截面的中心部分中或者芯中。舉例來說，在本文中，液芯光纖因此被認(rèn)為是使其截面的中心部分和圍繞該中心部分的包層的一部分被腔體貫穿的光纖，這些腔體被液體填充(或者旨在被液體填充)。

在利用液芯光纖的應(yīng)用的情況下，有必要考慮使用也可以與液芯光纖一起使用的光纖輸入和輸出連接器。

因此，用于閉合液芯光纖的一個(gè)末端的各種技術(shù)已經(jīng)被開發(fā)，不管是通過耦合器件，還是以其他方式。

就液芯光纖而言，由于末端密封操作導(dǎo)致的耦合損耗，使用光纖接頭器密封光纖的末端不能獲得令人滿意的結(jié)果。此外，已證明如果期望通過光纖的光束保持令人滿意的質(zhì)量，密封液芯光纖的兩個(gè)末端是特別困難的。

因此，有必要考慮使用裝配在液芯光纖的每個(gè)末端處的連接器(或耦合器)。然而，現(xiàn)有的器件不滿足或者僅部分滿足如果液芯光纖對其有益的各種應(yīng)用都被成功地利用則必須滿足的一組約束條件。

在這些約束條件之中，，如以上所述，可以提及例如能夠沒有限定性地用液體填充光纖并且能夠改變插入到光纖中的液體的需要，同時(shí)使該優(yōu)點(diǎn)與使光纖和連接器密封地且耐久地耦合的需要相協(xié)調(diào)。后一約束條件與防止液體蒸發(fā)和排空光纖的需要有關(guān)。

此外，連接器/液芯光纖器件一旦被組裝，就必須能夠經(jīng)受與器件的操作條件相關(guān)的溫度變化或者在存放期間遇到的溫度變化。這些溫度變化造成現(xiàn)有器件所未被設(shè)計(jì)進(jìn)行處理的風(fēng)險(xiǎn)。例如，在溫度下降期間，膨脹系統(tǒng)高于光纖的膨脹系數(shù)的液體將看到它們的壓降，在光纖的芯中產(chǎn)生氣泡，這些氣泡將阻礙或者甚至阻止光在光纖中傳播。與此相反，溫度升高將導(dǎo)致這樣的液體中的壓力過大，該過大壓力可以迅速地變得顯著，并且在器件中產(chǎn)生應(yīng)力，該應(yīng)力對于器件的膠合元件或者甚至光纖本身將可能代表危險(xiǎn)，可能使組裝件泄漏或者甚至爆炸。

此外，連接器/液芯光纖器件一旦被組裝，就必須能夠經(jīng)受操縱和運(yùn)輸(例如，通過郵寄運(yùn)輸)期間的振動和方位變化，諸如顛倒翻轉(zhuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的是對于上述光纖連接器器件的缺點(diǎn)提供解決方案。

因此，本發(fā)明提出了一種用于液芯光纖的連接器件(在本說明書中也被稱為連接器)以及包括插入到這樣的連接器中的液芯光纖的液芯光學(xué)器件，該連接器件緊湊易操作，并且可以具有類似于標(biāo)準(zhǔn)光纖連接器的大小。