[发明专利]一种用于多芯光纤的空分复用/解复用器及其制备方法

说明书

一种用于多芯光纤的空分复用/解复用器及其制备方法，属于多芯光纤通信领域。该方法是在低熔点实心玻璃预制棒上按照待匹配的多芯光纤纤芯排布进行打孔，将打孔后打孔玻璃预制管进行拉丝，拉丝后的毛细外套管进行预拉锥，制成锥形外套管，用HF对单芯光纤进行包层腐蚀，将腐蚀后单芯光纤与锥形外套管的前端匹配插入后，进行二次拉锥，利用锥形外套管的低熔点特性，锥形外套管将单芯光纤固定并不会影响单芯光纤结构。对外套管前端进行切割研磨，与多芯光纤对接，实现单芯光纤与多芯光纤之间的复用和解复用。该方法得到的用于多芯光纤的空分复用/解复用器精度高、体积小、方法简单、成本低，能够适用于纤芯排列较为复杂或纤芯数量较多的多芯光纤。

技术领域

本发明属于多芯光纤通信领域，更具体地，涉及一种用于多芯光纤的空分复用/解复用器及其制备方法。

背景技术

随着光通信网络的不断扩大，传统单模光纤系统容量已经接近极限，其传输容量每5年增长10倍，因而在不久的将来，系统通信容量的扩增将会达到举步维艰的境况，进一步提高光传输介质容量成为迫切需求。由于基于多芯光纤的空分复用技术对空间维度的利用，为传输容量带来成倍的增长，而受到了广泛关注。多芯光纤通信系统需要与现有的单芯光纤通信系统兼容，这就需要将多芯光纤和单芯光纤之间建立连接，制备多芯光纤与标准单芯光纤连接的空分复用/解复用器对多芯光纤通信至关重要。

目前现有的多芯光纤空分复用/解复用器的制备方法有几种方式：(1)聚合物波导法：基于直写光波导的方案有望制备小体积低成本的空分复用/解复用器，但一方面制备精度还有待进一步提高，另一方面波导与光纤对接处的模场失配容易引起额外的损耗和串扰；(2)自由空间光学法：使用微小透镜将多芯光纤与单芯光纤进行耦合，需要多个透镜进行精确对准，体积大，成本高；(3)集束拉锥法：将多根单芯光纤进行拉锥，使其拉锥后光纤端面与多芯光纤精准对接，实现多芯到单芯的光场耦合，这种空分复用/解复用器加工技术复杂，需精准控制每根单芯光纤拉锥比，制备难度大，不能用于纤芯排列较为复杂或纤芯数量较多的多芯光纤。综上所述，目前各类多芯光纤复用器件制备过程都受到所使用的光纤的影响，且难以适用于纤芯数量较多，纤芯排布复杂的多芯光纤，制备难度较大。

发明内容

为克服现有技术不足，本发明基于对低熔点玻璃棒打孔技术进而提供一种用于多芯光纤的空分复用/解复用器及其制备方法，适用于纤芯排列复杂的多芯光纤，实现将单芯光纤中的信号复用到多芯光纤中以及将多芯光纤中的信号解复用到单芯光纤中，该制备方法制备的用于多芯光纤的空分复用/解复用器制作精度高、体积小、制备方法简单、成本低，能够适用于纤芯排列较为复杂或纤芯数量较多的多芯光纤。

本发明解决上述技术问题，采用的技术方案如下：

本发明的一种用于多芯光纤的空分复用/解复用器的制备方法，为通过对低熔点实心玻璃预制棒进行打孔作为外套管进行制备，具体包括以下步骤：

步骤一：

根据需要对接的多芯光纤纤芯的个数，对应选取对应个数的单芯光纤，单芯光纤的纤芯直径和多芯光纤的纤芯直径相同，单芯光纤的纤芯模场直径和多芯光纤的纤芯模场直径相同；

通过化学腐蚀方法将单芯光纤的一端进行腐蚀，得到两端不同包层直径的单芯光纤；其中，腐蚀后单芯光纤小端的包层直径等于多芯光纤的纤芯间距，或单芯光纤小端的包层直径+(1～2)μm等于多芯光纤纤芯间距，单芯光纤大端的包层直径为标准直径；

步骤二：

选取一根低熔点实心玻璃预制棒，按多芯光纤的纤芯排布位置进行打孔，孔径根据打孔刀具尺寸确定，孔径优选为3-5mm，得到打孔玻璃预制管；其中，低熔点实心玻璃预制棒的熔点比单芯光纤熔点高500-700℃；

步骤三：

将打孔玻璃预制管进行拉丝，拉丝后，得到毛细外套管，为后续多根单芯光纤与套管对接可操作性更强，得到的毛细外套管的孔径为单芯光纤大端直径加相对容错，容错为5-10μm；