[发明专利]光纤耦合器及其制造方法

说明书

本发明与一种具有波长多路复用和多路分离功能的光纤耦合器有关。

具有波长多路复用和多路分离功能的光纤耦合器是一种用来对通过光纤传送的具有不同波长的光波进行多路复用和多路分离的装置。

图2为示出一种常规的波长多路复用/多路分离光纤耦器的原理图。图中，两根光纤分别标为1a和1b，光耦合部标为2，防护构件标为3，而粘合部标为4。制造多路复用/多路分离光纤耦合器目前最常用的方法是融伸法。这种方法在期刊“新型玻璃”(NEWGLASS，Vol.6，No.1，1991，pp.48to59)中有所说明。在这种方法中，首先部分除去一组光纤的外套，然后通过用例如喷灯那样的燃烧器加热露出的玻璃纤维，将这些光维的无外套部亦即玻璃纤维部结合在一起。将结合的玻璃纤维部拉伸，并继续加热，从而形成一个光耦合部2。拉伸过程一直继续到获得所要求的耦合器特性(分路比)为止。在拉伸处理期间，通过将光输入到光纤1a或1b的一端而在光纤1a和1b的另一端检测光输出来测量光纤耦合器特性。最后，用粘结剂将经拉伸的光纤结合部固定到防护构件上。这种方法制造的光纤耦合器如图2所示。

上述光纤耦合器具有波长多路分离功能。如果一个波长为λ₁的光波和另一个波长为λ₂的光波同时输入到一个输入口，则波长为λ₁的光从输出口1射出，而波长为λ₂的光从输出口2射出。在以下的说明中，投射到输入口上的光的强度记为P₀，而从输出口1和输出口2输出的光的强度分别记为P₁和P₂。

图3示出了结合图2所说明的这种常规的波长多路复用/多路分离光纤耦合器的特性。在图3中，虚线表示P₁-P₀，实线表示P₂-P₀。在波长为λ₁处，光强P₁大，而光强P₂小。这说明极大部分波长为λ₁的光波从输出口1输出，而极大部分波长为λ₂的光波则从输出口2输出。

波长多路分离能力的强弱称为串话抑制。串话抑制越大则说明波长多路分离能力越强。在图3中，虚线与实线在波长λ₁处的差表示了串话抑制值。对于通信领域和传感器来说，要求串话抑制为15分贝或更大一些。

然而，这种常规光纤耦合器在要加以多路复用的各光波的波长之差Δλ(即λ₂-λ₁)选为100毫微米或更短的情况下，串话抑制就会不大。

本发明的目的，是提供一种即使在要加以多路复用或多路分离的各光波的波长之差为很小时也能具有良好的波长多路复用/多路分离特性的光纤耦合器。

本发明所提供的具有波长多路复用和多路分离功能的光纤耦合器有一个通过融接、拉伸一组光纤而形成的光耦合部，这个光耦合部经扭转后固定到一个防护构件上。此外，本发明还提供了一种制造光纤耦合器的方法。这种方法是：将一组光纤的玻璃纤维部分平行地放在一起，通过加热使这些玻璃纤维部分相互融接，然后将受到加热的融接玻璃纤维部拉伸，形成一个光耦合部，最后将经扭转的光耦合部固定到一个防护构件上。在这种制造光纤耦合器的方法中，在扭转光耦合部期间，光耦合部上加有一定张力，而光纤是在保持这所加张力的状态下固定到防护构件上的。在这种方法中，扭转期间施加的张力可以随扭转量的增大而增加。

在本发明的光纤耦合器中，由于这种光纤耦合器是在扭转时固定到防护构件上的，因此增大了串话抑制。扭转而引起的波长偏移可以通过在耦合器上施加张力得到校正。因此，这种光纤耦合器即使在要加以多路复用或多路分离的各光波的波长差很小时也具有良好的多路复用/多路分离特性。    

通过结合附图对以下说明及所附权利要求的研究就可以清楚地看到本发明的其它一些目的和特点、这种结构的有关元件的制造方法和功能、以及关于部件组合和制造系统方面的各种情况。

在这些附图中，相同的标记数字标记了各图中相应的部件。这些附图是：

图1，该图简要地示出了按本发明的一个实施例所制造的光纤耦合器；

图2，该图简要地示出了常规的波长多路复用/多路分离光纤耦合器；

图3，该图示出了图2所示常规波长多路复用/多路分离光纤耦合器的特性；

图4，该图示出了用来实现本发明的波长多路复用/多路分离光纤耦合器制造方法的拉/扭设备；