[發(fā)明專利]一種具有吸光涂覆層的單偏振光纖偏振器結構

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611178197.3
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106772812A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 高亞明;龐璐;梁小紅;寧鼎;王東波;韓志輝;張佳琦;衣永青;潘蓉
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十六研究所
• 主分類號: G02B6/27
• 分類號: G02B6/27
• 代理公司: 天津中環(huán)專利商標代理有限公司12105
• 代理人: 王鳳英

技術領域

本發(fā)明涉及一種光纖器件，尤其是涉及一種具有吸光涂覆層的單偏振光纖偏振器結構。

背景技術

偏振器和其它偏振相關的器件在光纖通信、光纖測量儀器、光纖傳感器等領域都具有重要應用，如光學陀螺、干涉型光纖傳感器等。相對于體塊偏振器，光纖偏振器在全光纖通訊系統(tǒng)中更具有應用前景，因為器件的插入損耗小，且與光纖系統(tǒng)相匹配。

傳統(tǒng)的光纖偏振器研究大部分以D型光纖為載體，即將標準的光纖研磨成截面為D形的光纖，然后沿著軸向在磨平的平面上沉積、蒸度、壓附、定向生長選擇性吸光薄膜材料，如金、銀、銦、鋁、鉻、雙折射聚合物或者雙折射晶體等。申請?zhí)枮?01410045795.8的專利提出了一種石墨烯與微光纖結合的三維立體全光纖偏振器。近年又出現(xiàn)了單偏振光纖偏振器。

上述基于D型光纖的偏振器制作工藝復雜，而且D型光纖脆性很大，器件容易損壞。第二類基于石墨烯與微光纖結合的三維立體全光纖偏振器雖然在一定程度上解決了一些第一類偏振器中出現(xiàn)的問題，但總體看其器件尺寸偏大、機械強度不高、需要附加其它部件。由于受微光纖的機械強度限制，所以微光纖與石墨烯棒間的接觸面不可能很牢固，在振動、溫度沖擊等環(huán)境條件變化時，接觸面就會產生滑動、改變接觸狀態(tài)等，所以該光纖起偏器的起偏質量和可靠性尚不能滿足更高使用條件的要求。

單偏振光纖偏振器是迄今為止公認的最好的光纖偏振器，在實際科研生產中，從各個方面講都具有絕對的優(yōu)勢，如工藝簡單、成本低、優(yōu)異的力學和光學性能、可靠性高、適于工業(yè)化生產和使用等，已經被廣泛的工程化使用。

在實際使用中，如果要求單偏振光纖的消光比參數達到30dB以上，一般單偏振光纖的使用長度要大于5米，這就使得在某些條件下使用起來很不方便，或不能滿足使用要求，使得其應用受到了限制。為解決以上諸多光纖偏振器中存在的問題，提升光纖系統(tǒng)用偏振器的起偏質量、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性、縮小光纖偏振器的尺寸方便使用和適于工程化批量生產，需要研究一種新的無源光纖偏振器。

發(fā)明內容

針對上述現(xiàn)有技術中存在的諸多缺陷和問題，本發(fā)明目的是提供一種具有吸光涂覆層的單偏振光纖偏振器結構。該結構通過將具有吸光特性的金屬、合金、非金屬、復合材料、石墨烯等涂覆在單偏振光纖的表面上，利用它們與截止模式HE_11Y倏逝場的相互作用，最終在最短光纖長度范圍內吸收消耗掉其能量，實現(xiàn)導模HE_11x的低損耗傳輸。由于這種光纖是全長光纖涂覆，所以對截止模式的吸收效率更高，在達到同樣的消光比參數的條件下，使用吸光材料涂覆的單偏振光纖的長度會大大縮短，可以滿足一些特殊條件下的使用要求；同樣是因為全長涂覆和吸光效率高，使得光纖偏振器的偏振性能和穩(wěn)定性大大提高；最終目的是制作一種單偏振光纖偏振器，具有高效率起偏的性能，滿足某些特殊條件下的工程化應用。

本發(fā)明采用的技術方案是：一種具有吸光涂覆層的單偏振光纖偏振器結構，所述單偏振光纖偏振器結構包括單偏振光纖纖芯、單偏振光纖內包層、單偏振光纖外包層、單偏振光纖應力施加單元以及在單偏振光纖纖芯傳輸的HE_11x導模和在單偏振光纖外包層內傳輸的HE_11y截止模，其特征在于，在所述的單偏振光纖外包層表面有一層吸光涂覆層。

本發(fā)明所述的在單偏振光纖外包層表面有一層吸光涂覆層，該吸光涂覆層為選擇性和非選擇性吸光材料，包括金屬、非金屬、復合材料、雙折射聚合物、雙折射晶體、吸光復合物、光學吸收染料、吸光聚酯組合物、金屬配合物、石墨烯等等，只要涂覆材料具有吸光性能并能夠與光纖表面形成牢固的結合即可，這個材料選擇范圍要遠遠大于傳統(tǒng)的光纖起偏器的涂覆材料范圍。

本發(fā)明提供的一種具有吸光涂覆層的單偏振光纖偏振器結構相比諸多光纖偏振器件具有明顯的特點和優(yōu)勢：1、制作工藝簡單，如某些金屬只需要在拉絲時進行在線涂覆即可。2、使用簡單，由于器件本身是光纖，所以可以使用光纖熔接機直接與光纖光路進行連接。3、與單偏振光纖制作的偏振器相比，起偏效率更高；這是由于全光纖吸光涂覆層相當于有許多傳統(tǒng)的光纖器件在一根單偏振光纖上同時工作。4、起偏精度高，對截止模偏振態(tài)過濾徹底； 5、使用光纖長度大幅度縮短，可以滿足一些特殊條件下的使用要求。