CN101424773A - 基于微光纤环形镜的全光纤Fabry-Pérot谐振腔及其制备方法 - Google Patents

基于微光纤环形镜的全光纤Fabry-Pérot谐振腔及其制备方法 Download PDF

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童利民
胡志方
王姗姗
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Abstract

本发明公开了一种基于微光纤环形镜的全光纤Fabry－Pérot谐振腔及其制备方法；它主要由三根微光纤组成，第一微光纤制备成Fabry－Pérot谐振腔，第二微光纤与谐振腔的一端耦合，用来输入光信号，第三微光纤与谐振腔的另一端耦合，用来收集谐振腔中的共振光信号。本发明的全光纤Fabry－Pérot谐振腔结构简单，具有小型化、良好的稳定性、易于控制和调节等特点。目前获得的最大Q值为5700，自由光谱区范围约为0.5－2nm，最大消光比为18dB。

Description

基于微光纤环形镜的全光纤Fabry-Pérot谐振腔及其制备方法
技术领域
本发明涉及微光学元件，尤其是涉及一种基于微光纤环形镜的全光纤Fabry-Pérot谐振腔及其制备方法。
背景技术
Fabry-Pérot谐振腔是一种重要的多光束干涉器件，在激光器、传感器系统中具有重要应用。随着光纤制备工艺的改进，低损耗的微纳光纤已经被制备出来，并且已应用于制作微纳光子学器件，但是，还未见用微光纤环形镜制作全光纤Fabry-Pérot谐振腔的报道。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于微光纤环形镜的全光纤Fabry-Pérot谐振腔及其制备方法。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种基于微光纤环形镜的全光纤Fabry-Pérot谐振腔，它主要由三根微光纤组成。第一微光纤制备成由两个微光纤环形镜A和B组成的全光纤Fabry-Pérot谐振腔。第二微光纤与所述全光纤Fabry-Pérot谐振腔的一端耦合，用来输入光信号。第三微光纤与全光纤Fabry-Pérot谐振腔的另一端耦合，用来收集全光纤Fabry-Pérot谐振腔的共振光信号。
进一步地，所述的微光纤直径均为1-2μm。
上述基于微光纤环形镜的全光纤Fabry-Pérot谐振腔的制备方法，包括以下步骤：
(1)从块状碲酸盐玻璃中拉制出直径为1-2μm的第一微光纤；
(2)将第一微光纤放置于氟化镁玻璃衬底上，利用两根锥形光纤探针在光学显微镜下操纵第一微光纤，构造出由两个微光纤环形镜组成的全光纤Fabry-Pérot谐振腔；
(3)从单模光纤中拉制出直径为1-2μm的第二微光纤，将第二微光纤相切地搭在全光纤Fabry-Pérot谐振腔的一端，通过范德瓦尔斯力和静电力很好地耦合起来，用以引入光源信号；
(4)从单模光纤中拉制出直径为1-2μm的第三微光纤，将第三微光纤相切地搭在全光纤Fabry-Pérot谐振腔的另一端，通过范德瓦尔斯力和静电力很好地耦合起来，用来收集全光纤Fabry-Pérot谐振腔的共振光信号。
本发明具有的有益效果是：本发明的Fabry-Pérot谐振腔，是一种全光纤光学器件。具有小型化、制备简单、易于与光纤系统集成等特性。目前获得的最大Q值为5700，自由光谱区范围为0.5-2nm，最大消光比为18dB。
附图说明
图1是本发明基于微光纤环形镜的全光纤Fabry-Pérot谐振腔的结构原理示意图。
图2是本发明实施例1的全光纤Fabry-Pérot谐振腔的透射光谱。
图3是本发明实施例2的全光纤Fabry-Pérot谐振腔的透射光谱，其中，(a)是利用直径1.42μm的碲酸盐玻璃光纤组装的腔长为323μm的全光纤Fabry-Pérot谐振腔的透射光谱；(b)是在(a)所用结构的基础上调节微光纤环形镜A的反射率后得到的透射光谱。
图4是本发明实施例3的全光纤Fabry-Pérot谐振腔的透射光谱，其中，(a)是利用直径1.69μm的碲酸盐玻璃光纤组装的腔长为618μm的全光纤Fabry-Pérot谐振腔的透射光谱。(b)是利用直径1.69μm的碲酸盐玻璃光纤组装的腔长为577μm的全光纤Fabry-Pérot谐振腔的透射光谱。
具体实施方式
下面根据附图详细说明本发明，本发明的目的和效果将变得更加明显。
如图1所示，本发明基于微光纤环形镜的全光纤Fabry-Pérot谐振腔主要由三根微光纤组成，第一微光纤1制备成由两个微光纤环形镜A和B组成的全光纤Fabry-Pérot谐振腔，第二微光纤2与全光纤Fabry-Pérot谐振腔的一端耦合，用来输入光信号，第三微光纤3与全光纤Fabry-Pérot谐振腔的另一端耦合，用来收集全光纤Fabry-Pérot谐振腔的共振光信号。
所述的微光纤直径均为1-2μm。制成的全光纤Fabry-Pérot谐振腔尺寸约为400μm×600μm。
本发明基于微光纤环形镜的全光纤Fabry-Pérot谐振腔的制备过程如下：
(1)从块状碲酸盐玻璃中拉制出直径为1-2μm的第一微光纤；
(2)将第一微光纤放置于氟化镁玻璃衬底上，利用两根锥形光纤探针在光学显微镜下操纵第一微光纤，构造出由两个微光纤环形镜组成的全光纤Fabry-Pérot谐振腔；
(3)从单模光纤中拉制出直径为1-2μm的第二微光纤，将第二微光纤相切地搭在全光纤Fabry-Pérot谐振腔的一端，通过范德瓦尔斯力和静电力很好地耦合起来，用以引入光源信号；
(4)从单模光纤中拉制出直径为1-2μm的第三微光纤，将第三微光纤相切地搭在全光纤Fabry-Pérot谐振腔的另一端，通过范德瓦尔斯力和静电力很好地耦合起来，用来收集全光纤Fabry-Pérot谐振腔的共振光信号。
实施例1
从块状碲酸盐玻璃中拉制出直径为1.69μm的微光纤并将其放置于氟化镁玻璃衬底上，在光学显微镜下制备出整体结构约为400μm×600μm的全光纤Fabry-Pérot谐振腔，然后，输入宽带激光，测量其谐振特性。图2是该全光纤Fabry-Pérot谐振腔中输入宽带激光后在信号收集端得到的透射光谱，计算所得的自由光谱范围为0.88nm，Q值约为5700，消光比为18dB。
实施例2
从块状碲酸盐玻璃中拉制出直径为1.42μm的微光纤并将其放置于氟化镁玻璃衬底上，在光学显微镜下制备出整体结构约为300μm×500μm，等效腔长为618μm的全光纤Fabry-Pérot谐振腔，然后，输入宽带激光，测量其谐振特性。图3(a)是该全光纤Fabry-Pérot谐振腔中输入宽带激光后在信号收集端得到的透射光谱，计算所得的自由光谱范围为1.97nm，Q值约为1700，消光比为7dB。图3(b)是在图3(a)所用结构的基础上调节微光纤环形镜A的反射率后得到的透射光谱，计算所得的自由光谱范围为1.97nm，Q值约为3800，消光比为15dB。
实施例3
从块状碲酸盐玻璃中拉制出直径为1.69μm的微光纤并将其放置于氟化镁玻璃衬底上，在光学显微镜下制备出整体结构约为300μm×500μm，等效腔长为618μm的全光纤Fabry-Pérot谐振腔，然后，输入宽带激光，测量其谐振特性。图4(a)是该全光纤Fabry-Pérot谐振腔中输入宽带激光后在信号收集端得到的透射光谱，计算所得的自由光谱范围为0.71nm，Q值约为4100，消光比为11dB。图4(b)是在图4(a)所用结构的基础上调节等效腔长至577μm后得到的透射光谱，计算所得的自由光谱范围为0.77nm，Q值约为4000，消光比为10dB。
当激光输入到由两个微光纤环形镜组成的结构中时，微光纤环形镜的作用类似于具有一定透射率和反射率的腔镜。组合两个微光纤环形镜就构成了全光纤Fabry-Pérot谐振腔，谐振腔内发生共振。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于微光纤环形镜的全光纤Fabry-Pérot谐振腔，其特征在于，它主要由三根微光纤组成。第一微光纤制备成由两个微光纤环形镜A和B组成的全光纤Fabry-Pérot谐振腔。第二微光纤与所述全光纤Fabry-Pérot谐振腔的一端耦合，用来输入光信号。第三微光纤与全光纤Fabry-Pérot谐振腔的另一端耦合，用来收集全光纤Fabry-Pérot谐振腔的共振光信号。
2.根据权利要求1所述的基于微光纤环形镜的全光纤Fabry-Pérot谐振腔，其特征在于，所述的微光纤直径均为1-2μm。
3.一种权利要求1所述基于微光纤环形镜的全光纤Fabry-Pérot谐振腔的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)从块状碲酸盐玻璃中拉制出直径为1-2μm的第一微光纤。
(2)将第一微光纤放置于氟化镁玻璃衬底上，利用两根锥形光纤探针在光学显微镜下操纵第一微光纤，构造出由两个微光纤环形镜组成的全光纤Fabry-Pérot谐振腔。
(3)从单模光纤中拉制出直径为1-2μm的第二微光纤，将第二微光纤相切地搭在全光纤Fabry-Pérot谐振腔的一端，通过范德瓦尔斯力和静电力很好地耦合起来，用以引入光源信号。
(4)从单模光纤中拉制出直径为1-2μm的第三微光纤，将第三微光纤相切地搭在全光纤Fabry-Pérot谐振腔的另一端，通过范德瓦尔斯力和静电力很好地耦合起来，用来收集全光纤Fabry-Pérot谐振腔的共振光信号。
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