[發(fā)明專利]一種光纖F-P濾波器及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710633562.3
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107247310B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉穎剛;劉鑫;梁星;馬成舉;韓黨衛(wèi);楊武海
• 申請（專利權(quán)）人: 西安石油大學(xué)
• 主分類號: G02B6/293
• 分類號: G02B6/293
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

本發(fā)明公開了一種光纖F?P濾波器及其制備方法，解決了現(xiàn)有光纖F?P腔端面加工過程中易產(chǎn)生平移錯(cuò)位甚至夾角的問題，降低了光纖F?P腔的級聯(lián)間距，實(shí)現(xiàn)了級聯(lián)型濾波器的小型化，所采用的技術(shù)方案為：利用準(zhǔn)分子激光器，在一根光纖纖芯上一次性連續(xù)刻寫兩個(gè)或兩個(gè)以上的微米級孔洞，制作出單個(gè)光纖F?P濾波器或級聯(lián)型光纖F?P濾波器，利用微孔代替光纖端面，利用光纖纖芯替代空氣介質(zhì)，使傳輸光在微孔間多次反射而形成干涉，由一對微孔構(gòu)成單個(gè)F?P濾波器、由多個(gè)微孔構(gòu)成級聯(lián)型F?P濾波器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光纖通信器件與光纖傳感器件領(lǐng)域，具體涉及一種光纖F-P濾波器及其制備方法。

背景技術(shù)

干涉型濾波器件在光纖通信技術(shù)和光纖傳感領(lǐng)域中扮演著極其重要的角色，可廣泛用于穩(wěn)頻、密集波分復(fù)用系統(tǒng)(DWDM)的信道選擇，以及溫度和應(yīng)力等多物理量的傳感檢測。光濾波器種類繁多、功能各異，常見的光纖型濾波器有馬赫曾德爾干涉型、邁克耳遜干涉型、光纖F-P腔干涉型以及薩格納克干涉型等。這些光纖型器件在信號穩(wěn)頻、選頻、濾波以及物理量傳感監(jiān)測等領(lǐng)域，發(fā)揮了重要的優(yōu)勢。特別是伴隨光纖技術(shù)和新型功能材料技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，使得基于光纖的干涉型濾波器件的研究與應(yīng)用，在聲、熱、電、機(jī)械振動(dòng)、電磁傳感等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。

本征型光纖F-P濾波器的結(jié)構(gòu)，一般由兩根端面均鍍有高反射膜的單模光纖，通過一定裝置對齊后而行成，若將此結(jié)構(gòu)固定在像壓電陶瓷這類可控伸縮材料或裝置上，便可實(shí)現(xiàn)控制兩個(gè)鍍有高反射模的光纖端面間的距離，即實(shí)現(xiàn)對F-P腔長的有效控制，從而實(shí)現(xiàn)可調(diào)濾波功能或?qū)ν饨缱饔昧康膫鞲斜O(jiān)測功能。但是，這樣的裝置要求兩根光纖的鍍膜端面嚴(yán)格同心平行對準(zhǔn)，而且在光纖F-P濾波器工作過程中經(jīng)常會出現(xiàn)光纖端面偏移錯(cuò)位甚至產(chǎn)生夾角的問題，從而導(dǎo)致其濾波性能下降。如論文《光纖端面偏移對光纖F-P可調(diào)諧濾波器性能影響》(2016年)一文就仿真、模擬了兩光纖端面發(fā)生徑向偏移和產(chǎn)生傾角時(shí)對干涉條紋可見度等性能的影響。所以保證兩光纖處于同一軸線，并且避免光纖端面產(chǎn)生偏移或傾角，成為了提高濾波器性能所必須解決的問題。

另一方面，這種利用光纖端面形成的F-P腔，由于要保證兩端面的嚴(yán)格平行對正，在制作過程中對光纖的操作要求非常精細(xì)，必須靠外界精密設(shè)備控制初始的腔長，才能使濾波器達(dá)到要求的性能。而且，這種通過封裝處理的F-P濾波器級聯(lián)只能通過熔接機(jī)進(jìn)行光纖熔合，勢必導(dǎo)致兩個(gè)濾波器間的距離間隔不可能很小，至少在5cm以上甚至更長的距離，這就給濾波器的小型化帶來了無法逾越的問題。

近年來，雖然提出了用飛秒激光器進(jìn)行光纖F-P腔的制作方法，但由于飛秒激光器價(jià)格昂貴、制作成本太高，而限制了飛秒激光在加工光纖微結(jié)構(gòu)方面的應(yīng)用。因此，開發(fā)一種制作工藝簡單、低成本的方法來制作光纖F-P濾波器具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提出一種光纖F-P濾波器及其制備方法，制備方法工藝操作簡單，解決了現(xiàn)有光纖F-P腔端面加工過程中易產(chǎn)生平移錯(cuò)位甚至夾角的問題，降低了光纖F-P腔的級聯(lián)間距，實(shí)現(xiàn)了級聯(lián)型濾波器的小型化。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：包括以下步驟：

1)剝除光纖的涂覆層得到纖芯，并用酒精清洗；

2)將纖芯固定在載玻片上，并將載玻片放置在三維精密微動(dòng)平臺上，啟動(dòng)準(zhǔn)分子激光器，并調(diào)節(jié)三維精密微動(dòng)平臺和光路系統(tǒng)使激光光斑聚焦在纖芯的中軸線位置；

3)設(shè)置準(zhǔn)分子激光器的脈沖次數(shù)為300～1000次，操作準(zhǔn)分子激光器在纖芯上打第一個(gè)微孔后，三維精密微動(dòng)平臺帶動(dòng)纖芯沿纖芯的軸向移動(dòng)，準(zhǔn)分子激光器在纖芯上等間距或不等間距進(jìn)行激光打孔，得到至少2個(gè)微孔，有2個(gè)微孔的纖芯構(gòu)成單個(gè)F-P濾波器，有2個(gè)以上微孔的纖芯構(gòu)成級聯(lián)型F-P濾波器。

所述微孔為圓形孔、矩形孔或三角形孔。