[發明專利]一種基于拉錐自組裝的多芯光纖耦合器制備方法

有效

• 申請號: 201610328915.4
• 申請日: 2016-05-18
• 公開（公告）號: CN105785511B
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 唐明;甘霖;霍亮;張聰;李巖鵬;李博睿;付松年;沈平
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G02B6/245
• 分類號: G02B6/245;G02B6/25;G02B6/255
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 宋業斌

本發明公開了一種基于拉錐自組裝的多芯光纖耦合器制備方法，包括如下步驟：單模光纖預處理，制備單模光纖束端，玻璃套管拉錐，玻璃套管切割及熔接；將若干前端已被腐蝕而后端仍帶有涂覆層的單模光纖完全插入玻璃套管中，然后將玻璃套管豎直，使用氫氧焰對玻璃套管進行拉錐，拉錐位置為單模光纖已被腐蝕的部分，再對錐區部分進行切割拋光，最后直接與多芯光纖熔接，完成多芯光纖耦合器制備。本發明提供的基于拉錐自組裝的多芯光纖耦合器制備方法，具有可擴展性好，成品率高，工藝簡潔，操作簡單的特點。

技術領域

本發明屬于光纖通信和傳感技術領域，更具體地，涉及一種基于拉錐自組裝的多芯光纖耦合器制備方法。

背景技術

為滿足通信系統需求，多芯光纖由于可提供新復用維度，極大增加通信系統容量，愈發受到重視。多芯光纖通信系統需要與現有單模光纖通信系統相融合，則要求多芯光纖和單模光纖實現低損耗連接，因此多芯光纖耦合器顯得尤為重要，是推廣多芯光纖實際應用與降低成本的關鍵技術。

目前現有多芯光纖耦合器的制備方法有幾種方式：

拉錐法：將多根單芯光纖拉錐，實現光纖端面與多芯光纖幾何一一對應，實現多芯到單芯光場耦合；這種多芯光纖耦合器制備方法，光纖耦合模場難以匹配，加工技術復雜，難度大；

透鏡耦合法：使用微小透鏡，將多芯光纖不同纖芯間微小間距放大到空間中較大間距，再使用透鏡聚焦耦合入單芯光纖之中實現耦合；這種多芯光纖耦合器制備方法，器件體積較大，成本高，隨著多芯纖芯數增加，難以擴展；

聚合物波導法：制備聚合物波導使其波導的排列同于多芯光纖的截面，實現波導和纖芯的一一對應關系；這種多芯光纖耦合器制備方法，其對準精度易受到光纖腐蝕精度以及套管內徑影響；

綜上，目前各類多芯光纖耦合器制備方法，受到加工精度的影響，光纖幾何對準精度不高，而幾何對準偏差導致較大的插入損耗，降低了多芯光纖耦合器的性能。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種基于拉錐自組裝的多芯光纖耦合器制備方法，其目的在于解決多芯光纖耦合器制備中的幾何對準問題，降低由幾何對準偏差導致的插入損耗，同時簡化工藝流程。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種基于拉錐自組裝的多芯光纖耦合器制備方法，包括以下步驟：

(1)剝除N根單模光纖的涂覆層后獲得N根第一中間件，對N根所述第一中間件進行腐蝕處理后獲得N根第二中間件(所述第二中間件是直徑為FD2的細光纖)；所述第二中間件直徑FD2大于20微米且小于含M個纖芯的多芯光纖的纖芯間距FD(要求第二中間件直徑FD2大于20微米的目的是使得光纖中光場無泄露)；N等于M，且均為大于1的正整數；所述第二中間件分為三段，前端腐蝕部分長度為2～5厘米，中部剝除層部分為1～3毫米，尾部包含涂覆層的尾纖長約1.5～3米；

(2)將N根第二中間件同時插入玻璃套管中，使其前端與中部均位于玻璃套管中，并在玻璃套管尾端對N根第二中間件尾部光纖點膠固定，獲取第三中間件；由于在單模光纖束的涂覆層與玻璃套管進行點膠固定，不存在插纖易斷的狀況，從而保證高成品率；

(3)將第三中間件豎直放置，采用氫氧焰對玻璃套管進行拉錐處理，氫氧焰溫度為2500～3000攝氏度，拉錐位置對應N根第二中間件前端部分；拉錐速度為每毫秒拉錐0.2～1微米，拉錐時間為30～60秒；套管拉錐后，孔徑變小，使前端腐蝕部分的光纖由松散排列變為緊密排列，其光纖排列幾何與多芯光纖纖芯排列幾何，大小形狀完全相同，獲得第四中間件；豎置拉錐錐區過渡可保持為圓形，單模光纖束的排列由拉錐區對單模光纖的束縛所致，因此對玻璃套管內徑公差應無限制，同時降低了插入損耗；

(4)將所述第四中間件的錐區部分進行切割拋光后，與多芯光纖熔接，完成多芯光纖耦合器制備；對于熔接過程可用熔接機直接進行熔接，耦合過程簡潔，并且回波反射弱。