[發明專利]一種微腔耦合系統的制備方法和微波光子濾波器

有效

• 申請號: 201811581230.6
• 申請日: 2018-12-24
• 公開（公告）號: CN109633821B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 李建平;余貝
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: G02B6/26
• 分類號: G02B6/26;G02F1/01
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 雷芬芬

1.一種微腔耦合系統的制備方法，其特征在于，包括：

S1，通過微光纖拉錐裝置拉制一根錐區直徑為10-20微米的第一錐形光纖，將第一錐形光纖從中間截斷，得到尖端直徑為10-20微米的光纖尖錐(203)；

S2，通過微光纖拉錐裝置拉制一根用于微腔耦合的第二錐形光纖，所述第二錐形光纖為單模狀態；

S3，利用二氧化碳激光加工裝置使第一錐形光纖的光纖尖錐熔融并在表面張力的作用下形成微球結構(3101)；

S4，將所述微球結構(3101)以過耦合方式貼合在第二錐形光纖的錐區(3102)，得到微腔耦合系統(310)；

在微球腔微球結構(3101)的耦合中，采取的是粘合式過耦合的方法。

2.根據權利要求1所述的微腔耦合系統的制備方法，其特征在于，所述微光纖拉錐裝置包括DFB激光器(101)、電位移平臺(107)、兩個相同的電位移滑塊(102)、兩個同的第一光纖夾具(103)、數據采集卡(110)、第一計算機(109)、電位移平臺控制器(108)和用于對單模光纖進行加熱的氫氧焰高溫噴槍(106)；

其中所述兩個電位移滑塊(102)安裝在電位移平臺(107)的導軌上，所述兩個電位移滑塊(102)在電位移平臺控制器(108)的控制下沿導軌移動，所述電位移滑塊(102)與電位移平臺控制器(108)相連；每個電位儀滑塊上(102)均安裝有一個光纖夾具；氫氧焰高溫噴槍(106)安裝在電位移平臺(107)上且位于兩個電位移滑塊(102)之間；待拉錐的單模光纖用第一光纖夾具(103)固定；待拉錐的單模光纖(104)一端接DFB激光器(101)，另一端接數據采集卡(110)，數據采集卡(110)還與第一計算機(109)相連。

3.根據權利要求2所述的微腔耦合系統的制備方法，其特征在于，步驟S1包括：

將待拉錐的單模光纖放置于光纖拉錐臺上，并用第一光纖夾具(103)固定；

把氫氧焰高溫噴槍(106)放置在兩光纖夾具的中心位置，并對單模光纖進行加熱；

在第一計算機(109)處輸入電位移滑塊的移動距離，電位移平臺控制器(108)接受第一計算機(109)的移動指令后，控制電位移滑塊(102)移動進行光纖的拉錐，得到尖端直徑為10-20微米的光纖尖錐(203)。

4.根據權利要求1所述的微腔耦合系統的制備方法，其特征在于，步驟S2還包括：

數據采集卡(110)實時監測單模光纖(104)的輸出功率的變化；

當數據采集卡(110)監測到單模光纖(104)的輸出為單模時，得到第二錐形光纖。

5.根據權利要求1所述的微腔耦合系統的制備方法，其特征在于，所述二氧化碳激光加工裝置包括激光擋板(201)、第二光纖夾具(202)、CCD(204)、三維調節架(205)、硒化鋅透鏡(206)、氦氖激光器(207)、第二計算機(208)和二氧化碳激光器(209)；

第二光纖夾具(202)固定在三維調節架(205)上，氦氖激光器(207)用于對二氧化碳激光器(209)輸出的二氧化碳激光進行校準和定位，硒化鋅透鏡(206)用于對二氧化碳激光進行聚焦，激光擋板(201)用于接收透過的激光，CCD(204)和第二計算機(208)連接，CCD用于監控微球的形狀。

6.根據權利要求5所述的微腔耦合系統的制備方法，其特征在于，步驟S3包括：

將光纖尖錐(203)尾端的光纖固定在第二光纖夾具(202)上，調節三維調節架(205)使激光光斑位于光纖尖錐(203)的尖端；

調節激光功率以及微調光纖尖錐的位置，使光纖尖錐熔融；

熔融的光纖尖錐便能夠在表面張力的作用下形成微球結構(3101)。

7.根據權利要求1所述的微腔耦合系統的制備方法，其特征在于，所述光纖尖錐(203)的尖端直徑為10-20微米。

8.一種微波光子濾波器，其特征在于，包括：可調諧激光器(301)、矢量網絡分析儀(302)、偏振控制器(303)、DP-MZM(304)、正交混頻器(305)、射頻放大器(306)、摻鉺光纖放大器(307)、可調諧光衰減器(308)、權利要求1-7任意一項的微腔耦合系統(310)、光譜分析儀(309)和光電探測器(311)；

可調諧激光器(301)發出的窄線寬光載波經過偏振控制器(303)后，由DP-MZM(304)調制成雙邊帶光波，雙邊帶光波經過摻鉺光纖放大器(307)進行放大后，通過可調節光衰減器(308)控制進入微腔耦合系統(310)的雙邊帶光波的光功率；微腔耦合系統(310)輸出的光信號分為兩路，一路進入用于實時監測光信號的邊帶信息的光譜分析儀(309)，另一路通過光電探測器(311)后進入用于監測光信號的射頻譜的矢量網絡分析儀(302)；同時矢量網絡分析儀(302)輸出射頻信號，輸出的射頻信號經過射頻放大器(306)后通過正交混頻器(305)加載到DP-MZM(304)上，實現邊帶的調制。