[发明专利]低损耗和高耦合系数的光纤耦合器及其制作方法

摘要

提供一种能在常规光纤与光波导装置之间提供低损耗、高耦合系数的光纤耦合器。该新颖的耦合器如果在它的制作中使用偏振保持性能的话，可以是偏振保持的，该新颖的耦合器包括，芯、包层、与光纤接口的第一端、和与光波导装置接口的第二端。芯和包层的尺寸，从第一端到第二端按照预定的收缩分布逐渐收缩。选择各种参数，例如折射率和芯及包层的尺寸，以及收缩的分布，以便产生低数值孔径的第一端和高数值孔径的第二端，同时有利地使每一端上的插入损耗最小和耦合系数最大。在另一个实施例中，该新颖的耦合器包括辅助包层，该辅助包层也在第一和第二端之间收缩，以改进耦合器结构在第二端的强度。在又一个实施例中，一个或两个新颖的耦合器与基于手征光纤的光波导一起，作为单个连续单元形成。用于制作新颖耦合器的光纤预制棒，可以在制作前蚀刻，以利于收缩分布的应用。

主权项

1.一种光纤耦合器，与有至少一个光学模容量的光波导装置一起使用，该光纤耦合器包括：一种延长的光纤单元，具有：第一端、第二端、第一折射率的耦合器的芯、所述第一端上的第一芯尺寸、及所述第二端上的第二芯尺寸；和耦合器包层，具有：第二折射率、所述第一端上的第一包层尺寸、及所述第二端上的第二包层尺寸；所述第二芯及包层尺寸基本上小于所述第一芯及包层尺寸，所述耦合器包层被第三折射率的介质包围，其中所述第一折射率大于所述第二折射率，其中所述第二折射率大于所述第三折射率，其中所述第二与所述第三折射率之间的差，大于所述第一与所述第二折射率之间的差，其中所述第一芯尺寸及所述第一包层尺寸，在所述第一端与所述第二端之间沿所述光纤单元，按照预定的收缩分布逐渐收缩，直至达到所述相应的第二芯尺寸及所述第二包层尺寸，其中所述第二芯尺寸的选择，要不足以引导光，所述第二包层尺寸的选择，要引导光波导装置模容量中至少一种模，使从所述第一端传播到所述第二端的光，在接近所述第二端处，从所述芯逸出至所述包层中，且从所述第二端传播到所述第一端的光，在接近所述第一端处，从所述包层迁移至所述芯中，从而使所述第一端形成低数值孔径的波导和所述第二端形成高数值孔径的波导。