[發明專利]一種在線可調諧雙芯光纖偏振器

有效

• 申請號: 201810965879.1
• 申請日: 2018-08-23
• 公開（公告）號: CN109143458B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 田鳳軍;張英杰;蘇鎮嵐;曲洪坤;李立
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02;G02B6/024
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于光纖偏振器領域，具體涉及一種在線可調諧雙芯光纖偏振器。所述的偏振器由一段雙包層雙芯中空光纖、銀/金雙金屬納米薄層和折射率可調材料構成，其中雙包層雙芯中空光纖包括外包層、內包層、纖芯、纖芯、空氣孔，銀/金雙金屬納米薄層包括銀納米層和金納米層，在一根光纖中實現工作波長可調諧雙光束同時起偏，即兩束相互平行或垂直的線偏振光分別從兩個端口同時輸出，且互不串擾。本發明具有消光比高、插入損耗小、體積小、與多芯光纖功能器件兼容性好的優點，用于光子器件和系統的光纖內集成。

技術領域

本發明屬于光纖偏振器領域，具體涉及一種在線可調諧雙芯光纖偏振器。

背景技術

隨著多芯光纖的問世與發展，多芯光纖功能器件逐漸在光纖通信和光纖傳感技術領域得到廣泛應用。多芯光纖技術將各種有源、無源光器件集成于一根光纖中，極大減小了器件的尺寸和重量，更易于光學器件在光纖中的集成，同時避免了各個可動部件之間由于裝配、固定和調整帶來的變化和不一致，提高了纖維集成器件的性能和溫度穩定性。光纖偏振器是組成光纖系統的重要光無源器件，其作用是消除一個偏振模，保留另一個偏振模。單芯光纖偏振器只能對單個光束起偏，而多芯光纖偏振器在一根光纖中實現多個光束同時起偏，可免除單芯光纖偏振分束這一過程，更加易于與其它多芯光纖功能器件對接耦合。

目前光纖偏振器的結構很多，但是根據其原理分為四大類：第一種金屬覆層型光纖偏振器；第二種是卷繞高雙折射光纖構成光纖偏振器；第三類是利用雙折射晶片泄漏一個偏振分量；第四類是用異形光纖構成光纖偏振器。金屬覆層型光纖偏振器在纖內集成功能器件中有著獨特的優勢，可實現短距離、大消光比的單偏振光輸出。其原理是基于表面等離子體共振技術(Surface Plasmon Resonance,SPR)，光在介質/金屬結構上發生全反射現象時，會形成消逝波進入到金屬中，而在金屬表面又存在一定的等離子波，當兩波波失匹配時發生共振。對于光纖中存在兩個正交的偏振模TE模和TM模，振動方向垂直于金屬膜的TM模被吸收掉，振動方向平行于金屬膜的TE模幾乎無損通過。從而實現短距離、大消光比的單偏振光輸出。

如中國專利《201611178197.3》所提出的一種具有吸光涂覆層的單偏振光纖偏振器結構和中國專利《201010142198.9》所提出的內壁融嵌式單模保偏光纖在線偏振器，但它們只出射一束偏振光、共振吸收波長(即工作波長)位置不可調諧。與其相比，本發明針對多芯光纖功能器件，提出一種雙芯光纖偏振器，工作波長可在線調諧，實現相互平行、或垂直的兩束偏振光分別從兩個輸出端口同時輸出、且互不串擾，易于與其它多芯光纖功能器件連接耦合、兼容性好等特點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種易于與多芯光纖功能器件連接耦合的在線可調諧雙芯光纖偏振器，即在一根光纖中實現相互平行或垂直的兩束偏振光分別從兩個端口同時輸出、且互不串擾。

本發明的目的是這樣實現的：

一種在線可調諧雙芯光纖偏振器，所述的偏振器由一段雙包層雙芯中空光纖1、銀/金雙金屬納米薄層2和折射率可調材料3構成，其中雙包層雙芯中空光纖1包括外包層1-1、內包層1-2、纖芯1-3、纖芯1-4、空氣孔1-5；銀/金雙金屬納米薄層2包括銀納米層2-1和金納米層2-2，在一根光纖中實現工作波長可調諧雙光束同時起偏，兩束相互平行或垂直的偏振光分別從兩個輸出端口同時輸出，且互不串擾。

所述的雙包層雙芯中空光纖1的內包層1-2的折射率大于外包層1-1的折射率，光纖中心處有一個大尺寸圓形空氣孔1-5，纖芯1-3和纖芯1-4之間的角度呈90°或180°對稱分布于內包層1-2中，并均與空氣孔1-5內壁的距離小于3μm。

所述的銀納米層2-1通過化學銀鏡反應被覆于光纖中心的空氣孔1-5的內壁上，銀納米層2-1的厚度為50nm，然后在銀納米層2-1上利用化學溶液氯金酸鍍有50nm的金納米層2-2。

所述的空氣孔1-5的內部具有折射率可調材料3，調節折射率可調材料3折射率的變化實現該偏振器工作波長的在線調諧。