CN102096157B - 一种灵活的全光纤谐振器的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种灵活的全光纤谐振器的制作方法，属于光纤通信、光纤传感、仪器仪表领域。其制作方法是使用紫外激光器(4)对包含了相同折射率的第一芯子(11)和第二芯子(12)的双芯光纤的包层内部(32)进行照射，使得照射位置的折射率和光纤的第一芯子(11)及第二芯子(12)的折射率相同，从而在光纤的包层内部(32)形成了一个环形波导，环形波导和作为上通道的第一芯子(11)及作为下通道的第二芯子(12)组成微环谐振器。本发明解决了全光纤微环的制作问题，适用于滤波器、延迟器、缓存器、波长复用/解复用和传感器等器件。本发明制作工艺简单、灵活，能够很好与通信光纤匹配，减小连接损耗，具有体积小、功能强、结构简洁等的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种全光纤谐振器的制作方法，属于光纤通信、光纤传感、仪器仪表领域。
背景技术
随着光纤通信技术的不断发展，光通信网路需要不断地提高工作性能和降低运营成本，其核心技术就在于光波导器件的微型化、集成化和规模化，而且未来的全光网络需要能够实现各种功能的新型光波导器件。
现有微环谐振器(简称微环)满足了上述两个要求，其具有体积小、功能强、结构简洁等的优点，非常适于大规模单片紧密集成，同时能实现包括滤波器、延迟器、缓存器、波长复用/解复用和传感器等功能单元，功能强大。利用微环制作的有源和无源器件一直在光纤通信和光纤传感领域发挥着重大的作用。微环谐振器的基本结构由直波导和环形波导组成，其中直波导作为光信号的输入或输出通道，环形波导作为谐振腔。
目前，使用平面波导仍是制作微环谐振器的最常用的一种方法，这种基于平面波导制作微环谐振器的工艺方法是，通过使用光漂白技术、反应离子刻蚀技术、电子回旋共振刻蚀技术、激光刻蚀技术、空间选择极化技术或离子注入技术，对平面波导进行刻蚀、制备，从而制作出一种基于平面波导的微环谐振器。随着工艺的日益改进，利用InGaAsP/InP、Ta2O5·SiO2、Si、SiN等材料已可制作出半径小于50微米的微环，在一定程度上提高了器件的集成度。但是，与其他集成器件一样，这种基于平面波导的微环谐振器仍然具有较高的弯曲损耗、散射损耗，以及与通信光纤因失配造成的连接损耗。这在一定程度上限制这种微环谐振器的实际应用。而且，这种基于平面波导制作微环谐振器的工艺方法需要一批精密而且昂贵的仪器，操作复杂，也不能灵活地改变微环的大小；同时，该工艺在制作多个微环谐振器串联的器件方面会遇到很多的阻碍。当前，在微环谐振器的制作工艺中，全光纤微环谐振器的制作依然很难实现。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是主要针对目前制作微环的技术工艺主要集中在平面波导制作，无法做到全光纤微环这一问题所提出的。
本发明解决技术其问题所采用的技术方案是：
一种灵活的全光纤谐振器的制作方法，该制作方法包括以下步骤：
步骤一，取一根长度为1厘米到5厘米，包括相同折射率的第一芯子和第二芯子的双芯光纤，其第一芯子和第二芯子中心之间的距离为20微米到30微米，该双芯光纤的包层内部的材料掺有掺杂元素。
步骤二，配置一台紫外激光器。
步骤三，在双芯光纤上，任选一位置作为第一照射位置；在距离第一照射位置10微米到1000微米处，设为第二照射位置。
步骤四，使用紫外激光器逐个对第一照射位置中的和第二照射位置中的包层内部进行照射，直到第一照射位置及第二照射位置中的包层内部的折射率和双芯光纤的第一芯子及第二芯子的折射率相同，照射停止。
步骤五，第一照射位置和第二照射位置中的包层内部及第一芯子和第二芯子，由于折射率相同，在双芯光纤中形成一个环形波导；环形波导和第一芯子以及第二芯子组成微环谐振器，其中第一芯子为微环的上通道，第二芯子为微环的下通道。
双芯光纤的包层内部材料的掺杂元素为Ge和B、Ge或P。
紫外激光器包括ArF准分子激光器、KrF准分子激光器或CO2激光器。
本发明和已有技术相比所具有的有益效果如下：
本发明是使用双芯光纤来制作微环，可以灵活的控制微环的半径的大小，实现了全光纤微环谐振器的制作。本发明制作工艺简单、灵活，能够很好与通信光纤匹配，减小连接损耗。本发明具有体积小、功能强、结构简洁等的优点，能够进一步提高大规模单片紧密集成的集成度。本发明能够实现滤波、传感、波长复用/解复用等功能，故而适用于制作能实现滤波器、延迟器、缓存器、波长复用/解复用和传感器等功能单元，能够很好的应用于激光器、传感器和滤波器等领域。
附图说明
图1为灵活的全光纤微环谐振器的制作示意图。
图2为图1的A-A剖面图。
图3为全光纤微环谐振器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对发明进一步说明。
实施例一，一种灵活的全光纤谐振器的制作方法，该制作方法包括以下步骤：
步骤一，取一根长度为1厘米，包括折射率均为1.462的第一芯子11和第二芯子12的双芯光纤，其第一芯子11和第二芯子12中心之间的距离为20微米，该双芯光纤的包层内部32的材料掺有的掺杂元素为Ge和B。
步骤二，配置一台紫外激光器4，该激光器采用ArF准分子激光器。
步骤三，在双芯光纤上，任选一位置作为第一照射位置21；在距离第一照射位置21有1000微米处，设为第二照射位置22。
步骤四，使用紫外激光器4逐个对第一照射位置21中的和第二照射位置22中的包层内部32进行照射，直到第一照射位置21及第二照射位置22中的包层内部32的折射率和双芯光纤的第一芯子11及第二芯子12的折射率相同，均为1.462时，照射停止。
步骤五，第一照射位置21和第二照射位置22中的包层内部32及第一芯子11和第二芯子12，由于折射率相同，在双芯光纤中形成一个环形波导；环形波导和第一芯子11以及第二芯子12组成微环谐振器，其中第一芯子11为微环的上通道，第二芯子12为微环的下通道。
实施例二，一种灵活的全光纤谐振器的制作方法，该制作方法包括以下步骤：
步骤一，取一根长度为5厘米，包括折射率均为1.463的第一芯子11和第二芯子12的双芯光纤，其第一芯子11和第二芯子12中心之间的距离为30微米，该双芯光纤的包层内部32的材料掺有的掺杂元素为Ge。
步骤二，配置一台紫外激光器4，该激光器采用KrF准分子激光器。
步骤三，在双芯光纤上，任选一位置作为第一照射位置21；在距离第一照射位置21有10微米处，设为第二照射位置22。
步骤四，使用紫外激光器4逐个对第一照射位置21中的和第二照射位置22中的包层内部32进行照射，直到第一照射位置21及第二照射位置22中的包层内部32的折射率和双芯光纤的第一芯子11及第二芯子12的折射率相同，均为1.463时，照射停止。
步骤五，第一照射位置21和第二照射位置22中的包层内部32及第一芯子11和第二芯子12，由于折射率相同，在双芯光纤中形成一个环形波导；环形波导和第一芯子11以及第二芯子12组成微环谐振器，其中第一芯子11为微环的上通道，第二芯子12为微环的下通道。
实施例三与实施例一和二的区别为：
步骤一，取一根长度为3厘米，包括折射率均为1.461的第一芯子11和第二芯子12的双芯光纤，其第一芯子11和第二芯子12中心之间的距离为25微米，该双芯光纤的包层内部32的材料掺有的掺杂元素为P。
步骤二，配置一台紫外激光器4，该激光器采用CO2激光器。
步骤三，在双芯光纤上，任选一位置作为第一照射位置21；在距离第一照射位置21有100微米处，设为第二照射位置22。
实施方式中的双芯光纤是按设计要求定做的，设计要求：第一芯子11和第二芯子12具有相同折射率，第一芯子11和第二芯子12中心之间的距离为20微米到30微米，包层内部32的材料掺有掺杂元素。
Claims (3)
1.一种灵活的全光纤谐振器的制作方法，其特征在于，该制作方法包括以下步骤：
步骤一，取一根长度为1厘米到5厘米，包括相同折射率的第一芯子(11)和第二芯子(12)的双芯光纤，其第一芯子(11)和第二芯子(12)中心之间的距离为20微米到30微米，该双芯光纤的包层内部(32)的材料掺有掺杂元素；
步骤二，配置一台紫外激光器(4)；
步骤三，在双芯光纤上，任选一位置作为第一照射位置(21)，在距离第一照射位置(21)10微米到1000微米处，设为第二照射位置(22)；
步骤四，使用紫外激光器(4)逐个对第一照射位置(21)中的和第二照射位置(22)中的包层内部(32)进行照射，直到第一照射位置(21)及第二照射位置(22)中的包层内部(32)的折射率和双芯光纤的第一芯子(11)及第二芯子(12)的折射率相同，照射停止；
第一照射位置(21)和第二照射位置(22)中的包层内部(32)及第一芯子(11)和第二芯子(12)，由于折射率相同，在双芯光纤中形成一个环形波导；环形波导和第一芯子(11)以及第二芯子(12)组成微环谐振器，其中第一芯子(11)为微环的上通道，第二芯子(12)为微环的下通道。
2.根据权利要求1所述的一种灵活的全光纤谐振器的制作方法，其特征在于，步骤一中的双芯光纤的包层内部(32)材料的掺杂元素为Ge和B、Ge或P。
3.根据权利要求1所述的一种灵活的全光纤谐振器的制作方法，其特征在于，步骤二中的紫外光激光器包括ArF准分子激光器、KrF准分子激光器或CO2激光器。
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