CN1040870A - 光纤多端耦合器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
光纤多端耦合器及其制造方法,涉及一种用于光纤通信网络或光纤传感器阵列的光纤耦合器。n根光纤扭绞成的光纤束采用激光束加热,熔融拉锥后切断,将断头端烧溶成具有聚焦作用的球端,构成球端聚焦型光纤多端耦合器,这种方法也可用于制作2×2定向耦合器和n×n星形耦合器。这种耦合器具有结构稳定性和热稳定性好,耦合效率高,附加插入损耗低,制作简便和可靠等优点,以满足光纤传输网络的不同需要。
Description
本发明是一种用于光纤通信网络或光纤传感器阵列的光纤耦合器,并涉及到其制造方法,属于光纤技术领域。
目前已有2×2光纤定向耦合器、n×n星形耦合器和端接光纤器件。它们通常采用火焰加热拉伸法和研磨拼接法制作而成。对于2×2定向耦合器和n×n星形耦合器,采用气体火焰(例如H2-O2焰或CO-O2火焰)或者其它温度高于1800℃的火焰直接或间接(如石英管壁辐射)加热光纤束,使其拉伸变细熔凝而成,这种方法的缺点是加热过程不易控制,气体火焰范围大,会使光纤保护层(塑料)受损伤,光纤束易脆断,难于进行封装保护。端接光纤器件通常将单根光纤研磨抛光,或者将n根光纤紧密排列成束再研磨抛光后拼接而成,这种方法的缺点是加工费时费料,且与光源或光检测器等光器件的耦合效率较低,不能完全适应光纤通信网络或光纤传感阵列的使用需要。
本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种耦合效率高的光纤多端耦合器及其制造方法,该方法还适合于制作2×2定向耦合器和n×n星形耦合器,使制造的耦合器具有附加插入损耗低和结构稳定性、热稳定性好的特点。
本发明的多端耦合器由n根光纤构成,其特点是n根光纤扭绞成的光纤束经过熔融拉锥后切断,并在断头端烧熔成聚焦球端,构成1×n或n×1的多端耦合器。本发明采用激光加热的方法,将光纤束熔融拉锥,在光纤束细腰处切断,然后将切断的光纤束垂直放置,再用激光束加热,在重力与表面张力的联合作用下,将断头端烧熔成具有聚焦作用的球端,构成球端聚焦型光纤多端耦合器。这种方法也可用于制作2×2定向耦合器和n×n星形耦合器,即采用激光束加热,将光纤束熔融拉锥,在拉锥后的光纤束的束腰处套上热缩套管,构成2×2定向耦合器或n×n星形耦合器。光纤数n的大小根据需要而定,但要求激光束能够复盖光纤束,一般可取n=2~100。在加热过程中,可采用光功率计进行动态监控,以便获得所希望的光功率分配比,通过调节激光器工作电流来控制加热温度的高低,利用光闸实现激光束的开关控制。
本发明与现有技术相比,具有光纤耦合器的结构稳定性和热稳定性好,耦合效率高,附加插入损耗低,制作简便和可靠等优点。由于采用激光器作为1800℃以上高温的加热源,因而可以充分利用激光加热的各种特点。由于激光束的光斑小,加工区域集中,熔融过程中无气流冲击,需要保护的光纤区段很小,因而易于采取封装保护措施,使制成的光纤耦合器热稳定性和机械稳定性好。由于在制作过程中无杂质污染,因而使光纤耦合器的插入损耗低。由于光纤耦合器为球端聚焦型结构,因而光耦合效率高。由于在制作过程中采用电控和光控调节,因而加工简便和可靠。本发明的方法可根据不同的使用要求,制作不同形式和光纤耦合器(如定向耦合器、星形耦合器和多端耦合器),以满足光纤传输网络的不同需要。
图1是光纤束熔融拉锥示意图;图2是光纤束烧熔呈球端结构示意图。
本发明可采用如下方式实施:先将各单根光纤中间待加热位置的保护层和涂层去掉,然后将n根光纤适当扭绞成束,并用502瞬间胶固化后安放在如图1所示的框架上,其中一侧通过夹紧器(2)固定,使待加热熔融拉锥区(4)恰好位于激光器(3)(例如CO2激光器)的激光束所经光路中,另一侧通过滚动滑轮(5)呈下垂状态,并可适当加上拉伸用的重物(6)(如橡皮泥等),使光纤束能在熔融状态时拉伸下滑。如需动态监控,可从光纤输入端1输入一定大小的光功率,将需要耦合适当功率的光纤输出端n(n≠1)送光功率计(7)监测。开启激光器,逐步加大工作电流,对光纤束进行激光加热,根据监测的耦合光功率大小控制熔融拉伸状态,待耦合功率大小符合要求时,便关断激光器光闸或切断电源,停止加热。如果制作定向耦合器或星形耦合器,则将热缩套管套到加热拉伸部位,用电热吹风器使热缩套管收缩,固定保护拉锥区域。如果制作1×n多端耦合器,则可将光纤束熔融拉锥至φ30~100μm的细丝,再在束腰处切断,然后在如图2所示的垂直放置状态下,利用激光束加热端部(8),使其在重力和表面张力联合作用下形成聚焦球端,制成具有聚焦性能的光纤多端耦合器。
Claims (5)
1、一种用于光纤通信网络或光纤传感的阵列的光纤多端耦合器,由n根光纤组成,其特征在于n根光纤扭绞成的光纤束经过熔融拉锥后切断,并在断头端烧熔成聚焦球端,构成1×n或n×1的球端聚焦型光纤多端耦合器。
2、根据权利要求1所述的光纤多端耦合器,其特征在于其制作方法是采用激光加热方法,将光纤束熔融拉锥,在光纤束细腰处切断,然后将切断的光纤束垂直放置,再用激光束加热,将断头端烧熔成具有聚焦作用的球端。
3、根据权利要求2所述的光纤多端耦合器,其特征在于可用2~100根光纤制成多端耦合器。
4、根据权利要求2所述的光纤多端耦合器,其特征在于其制作方法可用于制作2×2定向耦合器和n×n星形耦合器,即采用激光束加热,将光纤束熔融拉锥,在束腰处套上热缩套管后,用电热吹风器使热缩套管收缩,形成固定保护层。
5、根据权利要求2或4所述的光纤多端耦合器,其特征在于制作过程中采用光功率计进行动态监控,采用调节激光器工作电流控制加热温度,利用光闸实现激光束的开关控制。
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1989
- 1989-10-19 CN CN 89102461 patent/CN1013999B/zh not_active Expired
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