[發明專利]一種全光纖微光纖反射鏡及其制備方法

有效

• 申請號: 202110007865.0
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112731593B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 朱曉軍;劉文;孫丹;吳萬鐸;陳育培;季彥呈;章國安;王小彬
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: G02B6/26
• 分類號: G02B6/26;G02B6/02
• 代理公司: 蘇州智品專利代理事務所(普通合伙) 32345
• 代理人: 王利斌

本發明公開了一種全光纖微光纖反射鏡及制備方法，包括纖芯與包覆于其周圍的包層，纖芯包括四個區域：均勻光纖區、光纖拉錐區、尖端拉絲區與反饋光耦合區；光纖拉錐區的錐頭一側連接均勻光纖區，光纖拉錐區的錐尾一側連接所述反饋光耦合區，反饋光耦合區連接所述的尖端拉絲區；所述尖端拉絲區彎曲為環狀且尖端拉絲區末端吸附于反饋光耦合區。本發明的有益效果：利用范德華力和靜電力的共同作用將拉錐微光纖進行打環耦合實現全光纖微光纖反射鏡，對其進行反射率測量，得到78%的反射率。通過調節打環耦合的長度可以實現反射率的可調諧。這種全光纖微光纖反射鏡具有制作簡單，反射效率高，結構簡單、體積小的特點。

技術領域

本發明涉及光學反射鏡技術領域，具體為一種全光纖微光纖反射鏡及其制備方法。

背景技術

光學反射鏡廣泛應用于光纖通信及傳感領域中，其功能是實現光路中光的反射，可作為激光器的諧振腔反射鏡、法布里－珀羅腔鏡、邁克爾遜干涉儀反射臂，是光學實驗不可或缺的光學器件。

目前，光纖反射鏡采用的是光纖端面粘貼反射鏡片和光纖端面鍍膜來實現光路中光的內反射，粘貼反射鏡片結構在光路中存在灌膠或空氣隙帶以及反射鏡片移位的隱患，會影響器件光學性能指標及可靠性，光纖端面鍍金屬反射膜可通過多種方法實現，如真空鍍膜，這種方式制作成本較高，操作復雜，此外還可以通過化學鍍膜的方法實現光纖反射鏡，可用實現光學反射功能金屬材料主要有銀、鋁等，這兩者有個共同的特點，即成本較低，鋁膜具有較好的反射性及穩定性，但其耐磨性差，而銀的鍍膜在紫外波段其反射率明顯下降。

目前市面上有采用光纖布拉格光柵、光纖環形鏡等全光纖形式制作光纖反射鏡，2002年，采用寬帶光纖布拉格光柵反射鏡組成光纖法布里－珀羅干涉儀傳感器，他們通過重復調制分布反饋激光器產生啁啾，從而調制干涉儀的反射率。由于反射鏡的反射率隨光學頻率變化，傳感器擴展了動態范圍，但光纖光柵的制備要求昂貴激光器及相位掩模板。2003年，Zhang等人提出了一種基于雙折射光纖環形鏡的新型全光纖可調光衰減器。通過調節雙折射光纖輸入和輸出平面的快軸和慢軸之間的夾角，可以使插入損耗從6 dB降到1.5dB。該衰減器的波長漂移隨光束偏轉呈線性變化，具有良好的衰減特性，但光纖環形鏡不適用于需要知道反射鏡確切位置的應用，比如法布里－珀羅腔的反射鏡應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種全光纖微光纖反射鏡，包括纖芯與包覆于其周圍的包層，所述纖芯包括四個區域，且分別為均勻光纖區、光纖拉錐區、尖端拉絲區與反饋光耦合區；光纖拉錐區的錐頭一側連接均勻光纖區，光纖拉錐區的錐尾一側連接所述反饋光耦合區，反饋光耦合區連接所述的尖端拉絲區；所述尖端拉絲區彎曲為環狀且尖端拉絲區末端吸附于反饋光耦合區。

光纖拉錐區的錐頭一側為光纖拉錐區直徑大的一側，光纖拉錐區的錐尾一側為光纖拉錐區直徑小的一側。

上述方案的工作原理是：入射光經均勻光纖區注入光纖拉錐區，經過光纖拉錐區導入尖端拉絲區，由于尖端拉絲區繞成微環狀并吸附于反饋光耦合區，尖端拉絲區內的入射光在反饋光耦合區直接從尖端拉絲區末端通過光場耦合作用耦合至反饋光耦合區，被耦合至反饋光耦合區的光經光纖拉錐區的錐尾一側進入光纖拉錐區，再經光纖拉錐區的錐頭一側進入均勻光纖區，從而實現光的全光纖微光纖反射功能。反饋光的耦合區長度由尖端拉絲區光纖的長度決定，尖端拉絲區光纖越長可以實現的反饋光耦合區的長度越長，而反饋光耦合區的長度L又對上側光纖和下側光纖的耦合大小有重要影響。通過調節L可以對光纖微反射鏡的反射率實現控制。而反饋光耦區的形成是由于微光纖的范德瓦耳斯力和靜電力相關作用的結果，使得兩段光纖吸附在一起。

所述吸附方式為范德華力和靜電力的共同作用力吸附。

反饋光耦合區與尖端拉絲區末端均為D形，在反饋光耦合區與尖端拉絲區末端以D型光纖接觸。

優選的，所述均勻光纖區光纖直徑為8-10微米。

優選的，所述反饋光耦合區由微光纖環寬度與反饋耦合區長度構成。