CN101823838A - 低损耗偏振可控微纳光纤的制备装置 - Google Patents

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一种光电器件技术领域的低损耗偏振可控微纳光纤的制备装置，包括：加热装置、两个步进电机和两个偏振控制装置，其中：第一偏振控制装置固定在第一步进电机上，第二偏振控制装置固定在第二步进电机上，加热装置固定在两个偏振控制装置的中间；所述的偏振控制装置包括：六维调整架和可旋转光纤V型槽，其中：六维调整架固定在步进电机上，可旋转光纤V型槽固定在六维调整架上。本发明可制备出损耗在1550nm波长约为0.01dB/cm，直径最小300nm左右，长度15cm左右的微纳光纤；而且在拉伸过程中，控制可旋转光纤V型槽的旋转速度，可以制备出偏振态可控的微纳光纤；可同时制备单锥光纤和双锥光纤。

Description

低损耗偏振可控微纳光纤的制备装置
技术领域
本发明涉及的是一种光电器件技术领域的装置，具体是一种低损耗偏振可控微纳光纤的制备装置。
背景技术
微纳光纤的芯径与通信波段光波波长相当，甚至更小，因此，光在微纳光纤中传输存在着与普通光纤不同的特性。研究表明，当光纤芯径小于一定值时，传输的光能大部分存在于倏逝场中，因而，传输的信号对外界环境的扰动非常敏感，另外，当光纤芯径为一定值时，光纤中的光功率密度很高，存在较高的非线性系数，这为微纳光纤应用于基于非线性效应的光子器件提供了可能；微纳光纤体积小，传输损耗很低，使用时能够实现与光纤很好的匹配，降低了插入损耗，这使得微纳光纤在光互联领域中有很好的应用前景。值得注意的是，光纤并不是完全对称的结构，当偏振光经过光纤时，偏振态会发生改变。在实际应用中，很多情况对偏振态有很的高的要求，比如相干光通信、偏振色散补偿等。因此，在微纳光纤的制备过程中，对其进行恰当的控制，使其具备保持偏振态的能力是十分必要的。
经对现有文献检索发现，Lei Shi等人在OPTICS EXPRESS(光学快报，Vol.14，No.12，PP.5055-5060)上发表论文“Fabrication of submicron-diameter silica fibers usingelectric strip heater(采用电加热条制作亚微米直径的光纤)”，文中使用一种电加热制作微纳光纤的装置，得到芯径900nm，损耗在波长532nm时为0.1dB/cm的微纳光纤。文中报道的装置由一个电加热条、一个静态平台、一个旋转平台和一个步进电机组成。工作时，由步进电机带动旋转平台单边拉伸光纤。该装置采用电热条对光纤进行加热，但是该技术中电热条升温时间长，从而导致光纤容易拉断；且该装置只能进行单边拉伸，从而只能制备单锥的微纳光纤。
又经检索发现，中国专利申请号为：200810164188.8，名称为：制备微纳光纤的装置，该技术包括一个加热装置、两个光纤夹和两个步进电机，其中：两个光纤夹分别固定在两个步进电机上，加热装置固定在两个步进电机中间。但是该装置的两个光纤夹是固定的，不能旋转，即不具备偏振可控功能；而且仅仅两个光纤夹，很难将它们调整在一条直线上；另外，该装置的火焰嘴处于待加热光纤的下方，由实验得知，这种方式的火焰对光纤的扰动很大，会造成光纤损耗增加。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种低损耗偏振可控微纳光纤的制备装置。本发明可以制备芯径300nm，最低损耗约为0.01dB/cm的超低损耗的微纳光纤，并且在拉伸过程中，通过控制可旋转光纤V型槽的转速，使得制备的微纳光纤具有偏振可控的能力。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：加热装置、两个偏振控制装置和两个步进电机，其中：第一偏振控制装置固定在第一步进电机上，第二偏振控制装置固定在第二步进电机上，加热装置固定在两个偏振控制装置的中间。
所述的两个步进电机分别与一个步进电机控制器相连传输控制信息。
所述的加热装置包括：一个氢气火焰嘴、一个氢气流量调节阀和一个氢气发生器，其中：氢气发生器与氢气流量调节阀相连传输氢气，氢气流量调节阀与氢气火焰嘴相连传输经调节的氢气，氢气火焰嘴固定在两个偏振控制装置的中间，被拉伸光纤位于氢气火焰嘴的正下方。
所述的偏振控制装置包括：六维调整架和可旋转光纤V型槽，其中：六维调整架固定在步进电机上，可旋转光纤V型槽固定在六维调整架上。
所述的第一步进电机设置在第一导轨上。
所述的第二步进电机设置在第二导轨上。
与现有技术相比，本发明中氢气火焰嘴位于六维调整架中间和被拉伸光纤的上方，以减小拉伸过程中火焰对光纤的扰动，从而降低损耗；六维调整架固定在步进电机上，可以调节固定其上的两个可旋转光纤V型槽处于一条直线上，进一步降低拉伸过程带给微纳光纤的损耗；可旋转光纤V型槽在拉伸过程中由步进电机控制其旋转速度和旋转的角度，从而使微纳光纤的双折射特性成一定规律分布，进而达到偏振可控的目的；既可单边拉伸，也可双边拉伸，从而可同时制备单锥光纤和双锥光纤；可重复性高。本发明对推动基于微纳光纤光子器件的发展具有重要的意义。
附图说明
图1是实施例结构组成示意图；
其中：1-氢气火焰嘴、2-氢气流量调节阀、3-氢气发生器、4-第一可旋转光纤V型槽、5-第二可旋转光纤V型槽、6-第一六维调整架、7-第二六维调整架、8-第一步进电机、9-第二步进电机、10-第一导轨、11-第二导轨和12-步进电机控制器。
图2是氢气火焰嘴与被拉伸光纤的位置关系示意图。
图3是实施例制备得到的直径为300nm的偏振微纳光纤示意图。
图4是实施例中使用的可旋转光纤V型槽示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的装置进一步描述：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
如图1所示，本实施例包括：一个氢气火焰嘴1、一个氢气流量调节阀2、一个氢气发生器3、两个步进电机、一个步进电机控制器12、两根导轨、两个六维调整架和两个可旋转光纤V型槽，其中：氢气发生器3与氢气流量调节阀2相连传输氢气，氢气流量调节阀2与氢气火焰嘴1相连传输经调节的氢气，第一可旋转光纤V型槽4固定在第一六维调整架6上，第二可旋转光纤V型槽5固定在第二六维调整架7上，第一六维调整架6固定在第一步进电机8上，第二六维调整架7固定在第二步进电机9上，第一步进电机8固定在第一导轨10上，第二步进电机9固定在第二导轨11上，两个步进电机分别与步进电机控制器12相连传输控制信息，氢气火焰嘴1位于两个可旋转光纤V型槽的中间，两个可旋转光纤V型槽间的距离为1cm。
本实施例中氢气火焰嘴1、氢气流量调节阀2和氢气发生器3采用的是上海神开石油科技有限公司的SK-9Q400Z加热装置；步时电机及步进电机控制器12采用微纳光科的WNSC400系统。
本实施例中采用的可旋转光纤V型槽如图4所示。
本实施例的工作过程：将除去涂敷层的普通光纤拉直并固定于两可旋转光纤V型槽内，调节氢气火焰嘴1距离光纤的高度，使光纤位于图2所示的位置；打开氢气发生器3，调节氢气流量调节阀2得到合适的氢气流量；点燃氢气火焰，延迟约2秒，启动步进电机；拉伸结束后立即关闭氢气火焰，将光纤冷却一段时间后再做进一步操作。
本实施例制备得到15cm长的微纳光纤如图3所示，其直径为300nm，其最低损耗在1550nm波长可达0.01dB/cm。

Claims (5)

1.一种低损耗偏振可控微纳光纤的制备装置，包括：加热装置和两个步进电机，其特征在于，还包括：两个偏振控制装置，其中：第一偏振控制装置固定在第一步进电机上，第二偏振控制装置固定在第二步进电机上，加热装置固定在两个偏振控制装置的中间；
所述的偏振控制装置包括：六维调整架和可旋转光纤V型槽，其中：六维调整架固定在步进电机上，可旋转光纤V型槽固定在六维调整架上。
2.根据权利要求1所述的低损耗偏振可控微纳光纤的制备装置，其特征是，所述的两个步进电机分别与一个步进电机控制器相连传输控制信息。
3.根据权利要求1所述的低损耗偏振可控微纳光纤的制备装置，其特征是，所述的加热装置包括：一个氢气火焰嘴、一个氢气流量调节阀和一个氢气发生器，其中：氢气发生器与氢气流量调节阀相连传输氢气，氢气流量调节阀与氢气火焰嘴相连传输经调节的氢气，氢气火焰嘴固定在两个偏振控制装置的中间，被拉伸光纤位于氢气火焰嘴的正下方。
4.根据权利要求1所述的低损耗偏振可控微纳光纤的制备装置，其特征是，所述的第一步进电机设置在第一导轨上。
5.根据权利要求1或4所述的低损耗偏振可控微纳光纤的制备装置，其特征是，所述的第二步进电机设置在第二导轨上。
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