[发明专利]一种基于微球的光纤腐蚀凹槽式回音壁谐振器

说明书

本发明提供了一种基于微球的光纤端面式回音壁谐振器，包括宽带光源，环形器，回音壁结构，光谱分析仪。其中回音壁结构由单模光纤，无芯光纤，多模光纤，紫外胶，微球构成。其特征在于：在单模光纤端面上分别依次熔接一段无芯光纤和多模光纤，再利用氢氟酸对结构端面进行腐蚀，得到端面多模光纤部分有凹槽的光纤结构，最后在凹槽底部的适当位置粘连一颗微球，以形成回音壁结构。由环形器接收来自宽带光源的光并传输至回音壁结构，回音壁结构再将光返回至环形器，再经由环形器传输至光谱分析仪，形成回音壁模式谐振器。本发明具有结构紧凑、制造简单、品质因素高且稳定等优点，具温度影响不敏感，可用于光学激光器、传感器、光电子信息、生物探测器等。

技术领域

本发明提供了一种基于微球的光纤腐蚀凹槽式回音壁谐振器，属于光纤器件技术领域。

背景技术

当光通过全内反射沿着腔的边缘行进时，如果腔周围的光路是波长的整数倍，则可以形成驻波。这种驻波模式通常被称为回音壁模式，形成的腔被称为回音壁模式谐振腔。回音壁模式谐振腔可由不同的形状构成，如微盘，微碟，微球等。其中以微球结构激发回音壁模式应用最为广泛。回音壁模式谐振器具有的高品质因素和低模式体积两个优点，使其具有许多应用，例如高灵敏度传感器，窄带滤波器，微型激光器和调制器。

目前，有许多不同的方法来激励回音壁模式，如通过棱镜，基座波导，侧面抛光光纤，角抛光光纤尖端和光纤锥型等。通过相位匹配棱镜内部表面的倏逝波，可将光耦合进微球中。棱镜耦合法高效灵活，但是体积较大，在实际应用中不方便。片上基座结构可以将光有效地耦合进微球结构中，但是基座波导结构复杂并要求很高的制作精度。从应用角度看，光纤尾纤耦合器是优选的，侧面抛光光纤和角抛光光纤尖端的方法已被用在激励高品质因素的微球谐振器。然而，这两种方法的光耦合效率并不高。侧面抛光的光耦合器对于约1mm的大直径的微球的耦合效率要比小直径谐振器高很多。光纤直径低于2μm的锥度在这几个方法里的耦合效率最高，但是光纤锥体的结构易碎，且受环境变化影响较大。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提供一种基于微球的光纤端面凹槽式回音壁谐振器，本发明具有结构紧凑、制造简单、品质因素高且稳定等优点。

本发明解决技术问题所采取的技术方案为：一种基于微球的光纤腐蚀凹槽回音壁谐振器，包括宽带光源，环形器，回音壁结构，光谱分析仪。回音壁结构由单模光纤，无芯光纤，多模光纤，紫外胶，微球构成。其特征在于：在单模光纤端面上分别依次熔接一段无芯光纤和多模光纤，再利用氢氟酸对结构端面进行腐蚀，得到端面多模光纤部分有凹槽的光纤结构，最后在凹槽底部的适当位置粘连一颗微球，以形成回音壁结构。

所述的单模光纤的纤芯直径和光纤直径分别为8μm和125μm，纤芯折射率为1.4682；所述的无芯光纤直径和折射率分别为125μm和1. 4446；所述的多模光纤的纤芯直径和光纤直径分别为62.5μm和125μm，纤芯折射率为1.4682。

所述的微球的材料和折射率分别为钛酸钡和1.9。

本发明与现有技术相比的有益效果是。

1、回音壁模式谐振器选用价格低廉的普通单模光纤，无芯光纤，多模光纤，紫外胶，微球制备，具有成本低，制作简单的优点。

2、回音壁模式谐振器尺寸微小，结构稳定性较好，具有较高的品质因素。

3、回音壁模式谐振器的温度灵敏度较低，作为传感器使用对周围环境温度变化不敏感。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或技术方案，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明的实施应用系统示意图。

图2为本发明回音壁结构示意图。