[发明专利]一种多功能侧抛光纤耦合器的制备方法与装置

说明书

本发明公开了一种多功能侧抛光纤耦合器的制备方法与装置。该制备方法通过光纤夹持器来完成侧抛光纤的夹取与转移，借助显微相机观测进行侧抛光纤耦合区域的调平与对准，通过多维调节台来进行侧抛光纤耦合参数的调节，通过实时监测系统来获取侧抛光纤耦合器性能参数，可以适用于制备单模光纤、少模光纤、多模光纤及各种特种光纤的多功能侧抛光纤耦合器；该制备装置包括光纤夹持器、垂直升降平台、多维调节台、第一玻片、光源、性能检测模块和显微相机。本发明可以解决传统方案效率低、成本高以及需要定制化模块和兼容性不强等系列问题，在光纤微加工领域有着广泛的应用前景，填补了相关技术领域的空白。

技术领域

本发明属于光学微器件领域，更具体地，涉及一种多功能侧抛光纤耦合器的制备方法与装置。

背景技术

侧抛光纤是指通过微加工技术去除掉大部分包层的光纤。因为侧抛光纤的纤芯与外界环境在包层被剥离后十分靠近，所以光消逝场与外界环境的作用十分明显。因此，可以通过两根侧抛光纤消逝场之间的相互耦合作用，来实现通过消逝场进行耦合的光纤耦合器，即侧抛光纤耦合器。

侧抛光纤耦合器有许多明显的优点，其核心是可以用来实现众多不同的功能。利用侧抛光纤的单模定向耦合器在1980年被提出(R.A.Bergh,G.Kotler,H.J.Shaw,“Single-mode fibre optic directional coupler,”Electronics Letters,vol.16,no.7,pp.260-261,1980)。此后，人们开始利用侧抛光纤耦合器来实现众多不同的功能。侧抛光纤不仅可以实现光纤通信中较为传统的单模功率分束器、波分复用器、模式耦合器，还可以实现较为特殊的偏振模选择耦合器、模式滤波器等。

同时，受益于侧抛技术的光纤兼容性，侧抛光纤耦合器也具有兼容绝大多数光纤的优点。凡是可以完成侧抛工艺的光纤，都可以通过相似的途径组合成侧抛光纤耦合器，无论是较为传统的单模光纤、少模光纤、多模光纤，还是多芯光纤以及特种光纤如光子晶体光纤、椭圆芯光纤、环芯光纤，甚至可以是特殊的塑料光纤。

然而，现在的侧抛光纤耦合器制备方法具有很大的局限性，无法将侧抛光纤耦合器的优势充分发挥。由于侧抛光纤耦合器需要通过外力来实时保证两根光纤的抛磨面始终接触，并且需要特定的光学液体浸润光纤之间微小的缝隙，所以现在通用的侧抛光纤耦合器的制备，是利用定制的石英块与便携式位移块完成的。首先利用定制的带有V型槽的石英块获得特定抛磨深度与长度的侧抛光纤，在不将光纤取下的情况下使两个石英块抛磨面紧密贴合并滴加折射率匹配液，最后将石英块用便携式位移块固定，通过位移块的位移调节旋钮来调节两石英块的位错，从而进行耦合器中两光纤的平行对准、调节耦合长度等操作。

但是，这种工艺存在诸多问题。比如无法实时观测光纤耦合的相对位置、耦合距离和耦合长度信息，调节起来也十分盲目。同时，因为石英块的定制问题，无法兼容不同侧抛深度、侧抛长度、材质、外径等规格不同的侧抛光纤。也正因为该工艺的诸多限制，导致其在耦合器功能拓展方面受到严重约束。

综上所述，侧抛光纤耦合器具有可实现多种功能且兼容绝大多数种类光纤的显著优势，但是传统的制备方法存在速度慢、效率低、成本高以及需要定制化模块因此兼容性不强等系列问题，这些限制了目前侧抛光纤耦合器的可实现功能及其兼容拓展。鉴于此，寻找一种新的多功能侧抛光纤耦合器的制备方法与装置，完成侧抛光纤耦合器的精密调控，进行侧抛光纤耦合参数与多功能耦合器的实时监测，同时兼容各种侧抛参数或规格参数不同的侧抛光纤，正是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种多功能侧抛光纤耦合器的制备方法与装置，旨在解决传统侧抛光纤耦合器可调控性差、可实现功能少、可兼容光纤种类少、效率低、成本高等问题。

本发明一方面提供了一种多功能侧抛光纤耦合器的制备方法，包括以下步骤：