[發(fā)明專利]一種同軸雙波導(dǎo)光纖扇入連接器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010769935.1
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111830633A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 苑立波;楊世泰
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 主分類號: G02B6/255
• 分類號: G02B6/255
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供的是一種同軸雙波導(dǎo)光纖扇入連接器，其特征是：它由單模光纖、雙包層光纖、多孔石英套管和同軸雙波導(dǎo)光纖組成；所述組成中：單模光纖和一段雙包層光纖的一端對芯熔接，并將雙包層光纖去除涂覆層，插入多孔套管內(nèi)，通過加熱拉錐，使得多孔石英套管和嵌入的雙包層光纖一起逐漸變細(xì)，孔內(nèi)雙包層光纖的纖芯變細(xì)，不再能夠束縛住光束傳播，內(nèi)包層將變細(xì)成為新的纖芯，雙包層光纖內(nèi)的光束由原來的纖芯傳輸絕熱轉(zhuǎn)換到新的纖芯內(nèi)傳輸；當(dāng)多孔石英套管拉錐形成的錐腰的幾何參數(shù)和同軸雙波導(dǎo)光纖的幾何參數(shù)匹配時，在錐腰處進(jìn)行切割，并與同軸雙波導(dǎo)光纖對芯熔接，形成同軸雙波導(dǎo)光纖扇入器件。本發(fā)明可用于同軸雙波導(dǎo)光纖的光路連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種同軸雙波導(dǎo)光纖扇入連接器，屬于光纖器件技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

專利CN101825741B提出過一種同軸雙波導(dǎo)光纖，該光纖具備有一個中間纖芯波導(dǎo)和一個同軸分布的環(huán)形纖芯波導(dǎo)。在這種光纖的纖端通過研磨制備錐臺結(jié)構(gòu)，能夠使環(huán)形芯波導(dǎo)內(nèi)傳輸?shù)沫h(huán)形光束的聚焦，實現(xiàn)微粒，例如細(xì)胞的捕獲。中間芯通道至少具備兩個功能：1、中間芯可通入動力光，對捕獲的微粒進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，或者將微粒像子彈一樣定向彈射。2、中間芯通道還可以作為信號光的收集通道，能夠收集被捕獲微粒的后向散射光，能夠用于拉曼光譜、熒光光譜的分析等。

這種同軸雙波導(dǎo)光纖在后續(xù)的發(fā)展中得到了很多的應(yīng)用。例如專利CN101907743B中提出使用這種同軸雙波導(dǎo)光纖制備了一種吞吐式光纖光鑷，能夠用于細(xì)胞等微小粒子的捕獲、吞吐震蕩；專利CN106770167A中提出了使用同軸雙波導(dǎo)光纖制備了一種光鑷式光纖拉曼探針，能夠在穩(wěn)定捕獲細(xì)胞的同時對細(xì)胞進(jìn)行拉曼光譜的激發(fā)與收集，在細(xì)胞生物組分分析上有很大的應(yīng)用前景；在文章《Fiber based optical gun for particleshooting》中提出了一種基于同軸雙波導(dǎo)光纖的光槍，用于細(xì)胞微粒的定向彈射，這為細(xì)胞的操作又提供了一種新的方法(Deng H,Zhang Y,Yuan T,et al.Fiber based opticalgun for particle shooting[J].Acs Photonics,2017,4(3).)。

和其他特種光纖一樣，如何實現(xiàn)同軸雙波導(dǎo)光纖的纖芯波導(dǎo)的低損耗連接問題，是其能否得到廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)問題。一方面，我們要考慮同軸雙波導(dǎo)光纖之間的連接方法，評估連接損耗。另一方面，同軸雙波導(dǎo)光纖的應(yīng)用需要有一個Fan-in器件來實現(xiàn)兩個纖芯的獨(dú)立連接。同軸雙波導(dǎo)光纖的應(yīng)用需要有一個Fan-in器件來實現(xiàn)兩個纖芯的獨(dú)立連接。對于第一個問題，由于同軸雙波導(dǎo)具有完全軸對稱的結(jié)構(gòu)，其熔接或適配器連接不需要像多芯光纖一樣旋轉(zhuǎn)光纖，對準(zhǔn)纖芯再連接。其只需要普通光纖熔接機(jī)就能完成光纖的連接。對于第二個問題，想要讓同軸雙波導(dǎo)光纖得到很好的應(yīng)用，就需要設(shè)計和制備具有低損耗、高隔離度、魯棒性好的光纖扇入器件。文獻(xiàn)(Zhao E,Zheng T,Zhou A,et al.Awavelength division multiplexer based on a cocentric core fiber[C]//OfsInternational Conference on Optical Fiber Sensor.2012:84218Z-84218Z-4.)中通過熔融拉錐的方法實現(xiàn)了這種同軸雙波導(dǎo)光纖的光路連接，但并不能隨心所欲地實現(xiàn)環(huán)形芯和中間芯內(nèi)光能量的獨(dú)立控制。在文獻(xiàn)(Deng H,Zhang Y,Yuan T,et al.Fiber basedoptical gun for particle shooting[J].Acs Photonics,2017,4(3).)中，使用這種光纖實現(xiàn)了聚苯乙烯微球的捕獲和定向彈射，并對粒子的運(yùn)動狀態(tài)控制做了詳細(xì)的分析。文獻(xiàn)中的同軸雙波導(dǎo)光纖的連接方法是側(cè)拋耦合的方法，將單模光纖和同軸雙波導(dǎo)光纖都側(cè)面拋磨至預(yù)設(shè)量后貼合，實現(xiàn)單模光纖和環(huán)形芯光路的連接，通過和單模光纖焊接的方法實現(xiàn)中間芯的連接。這種方法對工藝要求苛刻并且穩(wěn)定性差，并且其耦合效率也不盡如人意。