[發明專利]空芯光纖與實芯光纖對接封裝方法

有效

• 申請號: 201611038868.6
• 申請日: 2016-11-23
• 公開（公告）號: CN106383384B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 王澤鋒;張乃千;李智賢;黃威;毛元昊;陳子倫;曹澗秋;奚小明;許曉軍;司磊;陳金寶
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G02B6/38
• 分類號: G02B6/38
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司11429
• 代理人: 陳立新

技術領域

本發明涉及光纖對接封裝技術領域，具體涉及一種空芯光纖與實芯光纖對接封裝系統及其方法，特別是通過對普通單模光纖一端進行拉錐處理，實現拉錐后的普通單模光纖與空芯光纖的高精度、低損耗、高強度、高穩定性對接封裝。

背景技術

空芯光纖是一種特殊的微結構光纖，目前主要有帶隙型空芯光纖、Kagome型空芯光纖、Ice-cream型空芯光纖和自由邊界型空芯光纖4種。與傳統石英光纖的全內反射導光原理不同，帶隙型空芯光纖是基于光子帶隙原理進行導光，其它三種均基于反共振原理進行導光。與傳統實芯光纖相比，空芯光纖具有潛在的低傳輸損耗、高損傷閾值、弱非線性效應、低群速度色散等特點，在光與氣體或液體相互作用、光纖傳感、高能激光傳輸、脈沖壓縮等方面具有重要的應用價值和廣泛的應用前景。

在空芯光纖的應用中，經常需要將空芯與單模光纖、多模光纖等其他傳統石英光纖進行連接耦合，比如基于光纖激光泵浦和液芯光纖的超連續譜產生等。目前，空芯光纖與普通實芯石英光纖耦合主要需要解決連接封裝處低損耗和高強度問題。目前廣泛采用的技術方案包括直接對接使用電弧放電和去除實芯光纖包層、涂覆層插入后熔接兩種方案。直接對接使用電弧放電方案采用了熔接普通單模光纖的熔接技術，主要通過合理控制放電時間、放電強度及認為追加放電次數來實現空芯光纖與實芯光纖的直接熔接。這種方案較適合應用于實芯光子晶體光纖熔接，對于大量存在空氣孔的空芯光纖來說，電弧放電會不可避免地造成空氣孔崩塌，從而造成空芯光纖橫截面被破壞而凹陷，從而在光纖截面處形成空氣縫隙，不僅增加了光傳輸的損耗，降低了連接處的結構強度，也會引起光泄漏。去除實芯光纖包層、涂覆層插入后熔接方案主要運用特殊的化學方法將實芯光纖的包層、涂覆層全部去除，之后將裸露的纖芯部分直接插入空芯光纖的纖芯內部，在兩光纖充分接觸后使用CO₂激光器進行熔接。這種方案減少了因直接放電熔接而造成的損耗，但使用化學方法處理后的實芯光纖極為脆弱，且較難以操作，在需要進行高氣壓和低氣壓實驗的空芯氣體腔等領域較難以得到應用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術存在的不足，利用熔融拉錐處理后的實芯光纖可插入空芯光纖內部的特性。本發明提供一種可實現空芯光纖與實芯光纖高精度、低損耗、高強度和高穩定性對接的系統，還提供一種利用該系統進行對接和封裝的方法。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種空芯光纖與實芯光纖對接封裝系統，包括帶有左右導軌的光學平臺(1)、二維手動線性位移及旋轉平臺(2)、對接空芯光纖裝載模塊(3)、對接實芯光纖裝載模塊(5)、對接點光纖夾具裝載底座(4)、光纖封裝夾具(9)和對接點二維CCD視頻監視模塊(6)，其特征在于：

其中對接點二維CCD視頻監視模塊(6)安裝于帶有左導軌(11)和右導軌(12)的光學平臺(1)上，用于對實芯光纖(7)與空芯光纖(8)對接過程進行視頻監控和輔助對接；

其中二維手動線性位移及旋轉平臺(2)安裝于光學平臺(1)上，用于在實芯光纖(7)與空芯光纖(8)對接過程中調節對接點相對于二維CCD視頻監控模塊(6)的相對位置和顯示角度；

其中對接空芯光纖裝載模塊(3)、對接實芯光纖裝載模塊(5)、對接點光纖夾具裝載底座(4)安裝在所述二維手動線性位移及旋轉平臺(2)上，用于在空芯光纖(8)與實芯光纖(7)對接過程中調節光纖的相對位置和高度；

其中光纖封裝夾具(9)安裝在對接點光纖夾具裝載底座(4)上，用于調節所述光纖封裝夾具(9)的相對位置和高度。

上述空芯光纖與實芯光纖對接封裝系統，其中對接空芯光纖裝載模塊(3)包括光纖底座(31)和三維手動線性位移平臺(32)，空芯光纖(8)放置于光纖底座(31)上，光纖底座(31)安裝于三維手動線性位移平臺(32)上。

上述空芯光纖與實芯光纖對接封裝系統，其中對接實芯光纖裝載模塊(5)包括光纖底座(51)和三維手動線性位移平臺(52)和一維電動線性位移平臺(53)，實芯光纖(7)放置于光纖底座(51)上，光纖底座(51)安裝于三維手動線性位移平臺(52)上，三維手動線性位移平臺(52)安裝于一維電動線性位移平臺(53)上。

上述空芯光纖與實芯光纖對接封裝系統，其中對接點光纖夾具裝載底座(4)采用三維手動線性位移平臺。

上述空芯光纖與實芯光纖對接封裝系統，其中光纖封裝夾具(9)包括帶有光纖放置凹槽的上夾具(91)和下夾具(92)。