[發明專利]一種薄膜式光纖起偏器件

有效

• 申請號: 202010231661.0
• 申請日: 2020-03-27
• 公開（公告）號: CN111443429B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 于佳;王夏霄;徐宏杰;馬福
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G02B6/27
• 分類號: G02B6/27
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種薄膜式光纖起偏器件，采用光纖鍍膜的方式實現起偏功能，所鍍起偏膜由球狀銀納米顆粒排列構成，銀納米顆粒分布具有二向色型性質，能夠實現起偏功能，取代現有的光纖起偏器中的雙折射晶體或者偏振片，從而可以簡化光纖起偏器的結構，減小光纖起偏器的插入損耗及體積，降低加工成本。并且，通過光纖鍍膜的方式實現起偏功能，由于沒有增加額外的器件，因此，所鍍起偏膜易與其他光波導進行耦合集成，結構靈活，能夠實現多功能集成器件，非常適用于光纖電流傳感和光纖陀螺領域。

技術領域

本發明涉及光纖傳感技術領域，尤其涉及一種薄膜式光纖起偏器件。

背景技術

光纖傳感技術是伴隨著光纖通信技術的發展而發展起來的，是以光纖為介質、光波為載體感知和傳輸外界被測信號量的新型傳感技術。具有體積小、重量輕、靈敏度高、頻帶寬、動態范圍大、抗電磁干擾、耐腐蝕、耐高壓、防爆、防燃、光路可撓曲性好、易與實現遠距離測量、可方便地組成傳感器網絡以及實現多點測量等優點，廣泛應用于國防軍事、航空航天、工礦農業、能源環保、自動控制、生物醫學、衛生醫療以及計量測試等領域。

Saganc干涉型光纖傳感器是光纖傳感中的一種，主要應用于光纖陀螺和光纖電流傳感。其光路為互易結構，對振動、溫度等環境干擾具有很好的免疫能力，只敏感角速度和電流信號。兩束線偏振光在干涉儀中傳播后發生干涉，干涉信號攜帶角速度和電流信號信息，通過檢測該信號來實現對角速度和電流信號的提取。因此，需要對光波的偏振態進行控制，轉換為線偏振光。

目前，普遍應用的光纖起偏器，例如，雙折射晶體型或者偏振片型，結構相對復雜，需要用膠水對其進行粘接，體積也相對較大。光纖陀螺和光纖電流傳感器的應用溫度為-40～70℃，為滿足低成本、小型化等的要求，需要光纖起偏器的結構盡量簡單，且易于實現。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種薄膜式光纖起偏器件，用以滿足光纖傳感低成本、小型化等的應用需求。

因此，本發明提供了一種全光纖起偏器的制作方法，包括如下步驟：

S1：將單根單模光纖或保偏光纖插入第一單芯毛細管中，將單根保偏光纖插入第二單芯毛細管中；

S2：對插有單模光纖或保偏光纖的第一單芯毛細管的一個端面進行研磨后鍍起偏膜，另一端作為輸入端，對插有保偏光纖的第二單芯毛細管的一個端面進行研磨后鍍消反膜，另一端作為輸出端；或者，對插有單模光纖或保偏光纖的第一單芯毛細管的一個端面進行研磨后鍍消反膜，另一端作為輸入端，對插有保偏光纖的第二單芯毛細管的一個端面進行研磨后鍍起偏膜，另一端作為輸出端；其中，所述起偏膜采用超高真空磁控濺射和離子束復合鍍制而成，由球狀銀納米顆粒排列構成，通過控制濺射功率控制銀納米顆粒的排列結構；

S3：將所述第一單芯毛細管鍍膜的一端與所述第二單芯毛細管鍍膜的一端相對進行對軸耦合，在所述輸入端輸入線偏振光，監測所述輸出端的光功率和消光比，在所述輸出端的光功率和消光比都達到最大值時進行固定封裝，得到全光纖起偏器。

本發明還提供了一種2×2帶起偏功能的m:n保偏耦合器的制作方法，包括如下步驟：

S1：將雙根保偏光纖插入第一雙芯毛細管中，將雙根保偏光纖插入第二雙芯毛細管中；

S2：對插有雙根保偏光纖的第一雙芯毛細管的一個端面進行研磨后鍍起偏膜，另一端作為輸入端，對插有雙根保偏光纖的第二雙芯毛細管的一個端面進行研磨后鍍消反膜，另一端作為輸出端；或者，對插有雙根保偏光纖的第一雙芯毛細管的一個端面進行研磨后鍍消反膜，另一端作為輸入端，對插有雙根保偏光纖的第二雙芯毛細管的一個端面進行研磨后鍍起偏膜，另一端作為輸出端；其中，所述起偏膜采用超高真空磁控濺射和離子束復合鍍制而成，由球狀銀納米顆粒排列構成，通過控制濺射功率控制銀納米顆粒的排列結構；

S3：在第一準直器面向第二準直器的端面上鍍制透射反射比為m:n的薄膜；其中，m:n的范圍為1:99至50:50；