[发明专利]一种耦合比可调光纤耦合器

说明书

本发明提供了一种耦合比可调光纤耦合器，具体设置为：锥形光纤和锥形光纤探针；所述锥形光纤包括纤芯以及包裹在所述纤芯的外表面的包层，包层和纤芯的半径按照拉锥形状函数变化；所述锥形光纤探针放置在锥形光纤的锥腰区，形状为拉断后的锥形光纤，锥形光纤探针与锥形光纤在所述的锥腰区处通过范德瓦尔斯力和静电力吸附。不需要贴熔将光纤按照固定夹角熔接，通过吸附的方式，在此锥腰区形成耦合区，通过调节探针与锥形光纤锥腰区的夹角可以改变两个光纤之间的耦合比；夹角和耦合比呈近似线性关系；在夹角30°时耦合比近似为50％∶50％。利用此结构的光纤耦合器能够较理想地调节或控制光信号以及降低光纤耦合器的复杂程度和成本。

技术领域

本发明涉及激光领域，尤其涉及一种实现激光输出与耦合比例可调的光纤耦合器。

背景技术

光纤耦合器(Coupler)又称分束器(Splitter)、连接器、适配器、光纤法兰盘，是用于实现光信号分路/合路，或用于延长光纤链路的元件，属于光被动元件领域，在电信网路、有线电视网路、用户回路系统、区域网路中都会应用到，它是一种多功能、多用途且最重要的光无源器件之一。随着光纤耦合器的深入研究，其制作方法主要有三种分别为抛磨法、腐蚀法和熔融拉锥法。熔融拉锥法因为其操作方法简单、制作成本低、器件损耗小而被广泛使用。

随着光纤耦合器的迅速发展，保偏光纤耦合器也开始出现。保偏光纤耦合器具有低偏振串扰、低附加损耗、保持线性偏振光在传输过程中偏振状态不变等优点。近年来,为了大力发展和研究保偏光纤耦合器,国家投入了大量的资金，大量的科学研究人员加入保偏光纤耦合器的研究队伍，未来保偏光纤耦合器将迅速发展和广泛应用。同时，单模偏振光纤耦合器作为一种保偏光纤耦合器，也具有良好的性能优势，能够有效地解决偏振串扰、偏振相关损耗和偏振模色散等问题，提高光通信系统的稳定性。

除了上述保偏光纤耦合器外，光纤系统中最重要的器件之一是基于光子晶体光纤的定向耦合器。近年来，光子晶体光纤耦合器的研究引起了许多科研人员的兴趣，并取得了一定的成果。根据光子晶体光纤耦合器的结构可分为三大类:熔锥型光子晶体光纤耦合器、侧面打磨型光子晶体光纤耦合器、双芯或多芯光子晶体光纤耦合器。为了在通信系统中使用光子晶体光纤，需要提供光子晶体光纤的一些基本光纤组件。因此，光子晶体光纤耦合器的未来前景一定非常可观。

近年来，出现了一种新型的光纤耦合器，即光纤光栅耦合器。光纤布拉格光栅耦合器可以很容易地设计用于选择性波长操作，特别是粗波长分区复用系统。单模光纤形成长周期光纤光栅器件，它允许强光耦合从纤芯模式式到一组在特定波长选定的包层模式，从而起到带阻滤波器的作用。光栅光纤耦合器的早期研究主要是在波导或光纤耦合器中引入布拉格光栅来实现波长选择性。布拉格光栅器件的一个缺点是工作在反射状态，反射信号恢复后会产生不必要的光反馈，造成额外的损耗。另一方面，长周期光纤光栅耦合器工作在传输过程中无反射问题，这些优点大大促进了光纤光栅耦合器的广泛应用，潜在的市场是巨大的。

光纤耦合器正变得越来越重要，将成为光纤通信和传感领域不可缺少的一部分。各种性能优良的光纤耦合器，如偏振光纤耦合器、光子晶体光纤耦合器等发展迅速，前景十分可观。

单模光纤耦合器应用最广。2×2单模光纤耦合器具有典型性。它有两个输入端和两个输出端，中间有一段耦合区。采用熔化拉伸工艺制作的。拉伸部分形成锥形耦合区。拉伸使芯区的光能向芯外扩展；同时，使两纤芯彼此靠近，这两种作用都增强了耦合。输入的光信号经锥形耦合区分配后从输出端输出。常采用磨抛法将呈一定曲率嵌入石英块的光纤去除部分包层，再将两块这样的石英块贴紧使两纤芯彼此靠近，构成光纤耦合器。

专利2014108108669提出一种基于拉锥方法的光纤稠合器及其制作方法，对单模光纤按照预设的直径，采用拉锥方式，获得预设的直径的单模光纤；对所述预设的直径的单模光纤按照预设角度，采用拉锥方式，获得预设角度的单模光纤锥体；将所述预设角度的单模光纤锥体和少模光纤，采用贴熔方式，获得光纤耦合器。将获得的预设的直径的单模光纤按照预设角度，采用拉锥方式，获得预设角度的单模光纤锥体。