[其他]光纤定向耦合器

说明书

本实用新型属于光纤技术领域。

光纤通信、光纤传感等技术领域需要波分复用和光路耦合，采用光纤定向耦合器可实现这一目的。光纤定向耦合器是由两块相同的含光纤基片对拼而成，其结构原理如图1，当光在光纤（1a）中传播时，在拼接区由于光的耦合作用，在光纤（1b）中产生传输光，耦合器的性能主要由光纤磨削长度、深度和拼接面的性质而决定，因此各种耦合器的主要不同点在于基片结构。

其一为美国斯坦福大学（Stanford    University）的器件，见英国杂志“电子快报”（Electron    Letter）16卷7期260－261页1980年。基片的结构为一块晶体的上表面中央有一条一定曲率半径的拱型槽，然后把光纤放入槽内，填入环氧树脂待固化后，在基片含槽的一面进行研磨、抛光，见图3。

其二为英国电信研究实验室（British    telecom    Research    Laboratories）的器件，见美国杂志“光学快报”（Optics    Letters）8卷10期543－545页1983年。基片的结构是在两块大小相同的晶体中间夹入一簿晶体片，它的一边有一定曲率半径弧形，其厚度略大于光纤包层直径，则在基片中间形成一条直的拱型槽，嵌入光纤，填入环氧树脂，在含槽的基片上研磨、抛光，见图4。

其三为约翰.帕尔默（Jonn.P.Palmar）发明的器件，见“美国专利”（United    States    Patent.4.431.260.1984年3月14日公告。）基片的结构是把一块晶体的上表面加工成柱面，光纤贴在上面，再堆积较多的环氧树脂待固化后在环氧面上研磨、抛光，见图5。

上述三类器件的基片主要存在一共同缺点是含光纤的拼接面不平整，同时在研磨、抛光时光纤易断。原因是基片上含有大量环氧树脂，环氧树脂质软，而光纤为纯石英晶体，与支持晶体性质相同，质硬，在同一条件下两者同时研磨、抛光产生磨损度不同，受力不均匀导致光纤易断，同时拼接面不平整，给耦合器的拼接带来困难，增加了器件的插入损耗。

本实用新型的任务是提供一种新结构基片的光纤定向耦合器，该结构克服了基片拼接面加工的困难和不平整性。

本实用新型的任务是如下方式完成的：使基片（5）的晶体拼接面（6）只含有部份光纤晶体和晶体（2）、晶体（3），尽量排除环氧树脂。为此基片（5）由两块大小相同的晶体（2）、晶体（3）和光纤（1）组成。在晶体（2）的一侧面加工一条一定曲率半径的凹槽（4），将剥去塑料外套后的光纤（1）嵌入槽（4）内，再与晶体（3）粘接成一体。

采用上述基片构成的光纤定向耦合器由于拼接面是晶体和部份光纤晶体构成，在研磨、抛光过程中光纤不易断，拼接面的平整度好、光洁度高、插入损耗小，比以往的器件性能好，便于加工、成品率高，而且易于做成可调光纤耦合器。

以下将结合附图对本实用新型作进一步的实施描述：

图1：光纤定向耦合器结构图

其中（5）：光纤定向耦合器基片

（1a）：基片内的光纤

（1b）：基片内的光纤

（6）：晶体拼接面

图2：本实用新型基片结构图

其中（1）：光纤

（2）：晶体

（3）：晶体

（4）：晶体2上弯曲凹槽

图3：美国斯坦福大学的器件

其中（1）：晶体

（2）：光纤

图4：英国电信研究实验室的器件

其中（1）：晶体

（2）：晶体

（3）：有一定曲率半径的簿晶体片

图5：美国专利“约翰帕尔默发明的器件

其中（1）：加工成柱面的晶体

（2）：光纤

（3）：环氧树脂

结合图1，图2来说明实施过程，本实用新型基片（5）的构成见图2它是由晶体（2）、晶体（3）和光纤（1）组成，其技术要点是：

1.在晶体（2）的一侧面加工一条有一定曲率半径略大于光纤晶体的等宽等深的凹槽（4）

2.光纤（1）剥去塑料外套后嵌入槽（4）内，注入少量环氧树脂并与晶体（3）粘接成一体。

3.用光学冷加工方法对含光纤弯曲顶部的基面进行研磨、抛光，此面为晶体拼接面（6）。

将两块基片（5）对拼接在一起如图1所示，即构成本实用新型的光纤定向耦合器。