[发明专利]一种光子晶体光纤耦合器及其制备方法

权利要求书

1.一种光子晶体光纤耦合器，其特征在于：包括：一个Y分支光子晶体光纤（5）与单根光纤（6），或者两个Y分支光子晶体光纤（5、5′），将两根相同光子晶体光纤（1、1′）侧边抛磨掉一半并贴合抛磨面，形成Y分支结构光子晶体光纤，Y分支光子晶体光纤（5）的顶点端面（3）与单根光子晶体光纤的端面相同，将Y分支光子晶体光纤（5）顶点与单根光纤（6）或另一个Y分支光子晶体光纤（5′）顶点熔接或对接，形成光子晶体光纤耦合器。

2.根据权利要求1所述的光子晶体光纤耦合器，其特征在于：所述的光子晶体光纤为实芯光子晶体光纤或空芯光子晶体光纤，均包括保偏和非保偏光子晶体光纤。

3.根据权利要求1所述的光子晶体光纤耦合器，其特征在于：将Y分支光子晶体光纤（5）顶点与单根光纤（6）连接可获得1×2光子晶体光纤耦合器；将Y分支光子晶体光纤（5）与另一个Y分支光子晶体光纤（5′）顶点连接可获得2×2光子晶体光纤耦合器。

4.根据权利要求1所述的光子晶体光纤耦合器，其特征在于：光束从Y分支光子晶体光纤（5）顶点输入时，光束在平坦段纤芯内传播与单根光纤相同，进入过渡段纤芯时纤芯缓慢展宽，满足场的连续性条件，不会激发起高阶模，仅是基模的宽度随着波导的变宽而展宽并按相应分光比进入两个分支光纤，两束光相位相同，光强比近似等于分支点的光纤纤芯面积比，理想情况下其插入损耗只有分支点处产生的散射损耗。

5.根据权利要求1所述的光子晶体光纤耦合器，其特征在于：两根光子晶体光纤贴合后光纤分支张角小于2°，以减小分支散射损耗，研磨区过渡段的长度l′决定光纤张角，二者关系近似为：

α=2arctan(D-dl′)]]>

其中，α为光纤张角，d为纤芯直径，D为包层直径。

6.根据权利要求1所述的光子晶体光纤耦合器，其特征在于：若抛磨后的两根光纤贴合后不做切割处理，则其本身就是一个2×2光子晶体光纤耦合器。

7.根据权利要求1所述的光子晶体光纤耦合器的制备方法，其特征在于：所述的Y分支光子晶体光纤（5）由两根侧面抛磨后的光子晶体光纤（1、1′）贴合形成，其制备过程为：

步骤（1）、研磨前对研磨方向进行定位，使两根光子晶体光纤的研磨方向相同，保偏光子晶体光纤的研磨方向选择须不影响贴合后光纤的保偏结构；

步骤（2）、分别研磨光子晶体光纤，研磨深度为包层直径的一半，可根据分光比要求改变研磨区过渡段的弯曲半径，并对研磨面做抛光处理；

步骤（3）、采用光胶工艺将两个光子晶体光纤的抛光面对准、贴合，在平坦段切割光纤，使切断处光纤具有与单根光子晶体光纤相同的端面结构，得到Y分支光子晶体光纤。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：在Y分支光子晶体光纤制备过程中，研磨、抛光处理光子晶体光纤时，为避免堵塞空气孔，对光纤端面空气孔施加气压保持空气孔清洁。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：在Y分支光子晶体光纤制备过程中，耦合器分光比可通过调节Y分支光子晶体光纤分光比来设置，Y分支光子晶体光纤的分光比可通过改变两个光纤抛磨区过渡段长度l′来设定，当两抛磨面的过渡段长度相同时贴合后分光比为50:50；贴合两光纤抛磨面时，通过调节抛磨面间的轴向位移或错位可以调节输出分光比，该过程通过在Y分支光纤顶点处打光同时在两个分支的输出端记录光功率来监测实现。