CN203025380U - 纤维集成波长分配器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种纤维集成波长分配器。其特征为，该波长分配器集成在一根光纤中，它由两边对称的两段双芯光纤和中间的一段经过加热熔融拉锥形成对称的双锥体所组成。该器件所述的光纤是一种集成在一根光纤包层中的两个纤芯1和2的特种光纤3，该光纤轴心中间有一个纤芯，与轴心纤芯相距一定距离处有第二个纤芯。将这种特殊的双芯光纤进行加热熔融拉锥后，由于两个纤芯的直径和彼此之间的距离都发生了变化，因此这两个纤芯波导之间的耦合条件就随之发生了变化，从而可实现双波长的彼此分离，达到由轴心纤芯同时传输的两个波长经过该波长分配器后，就将不同的波长分配到各自不同的光纤芯子波导通道中。该器件可用于实现波长对多个通道的分配与传输，便于在一根光纤内构造纤维集成的多光路波分复用光器件。
Description
(一)技术领域
本实用新型涉及一种纤维集成波长分配器，用于纤维集成光学系统中，实现波长对多个通道的分配与传输。属于光纤技术领域。
(二)背景技术
波分复用器是光纤通信和光纤传感系统中常用的器件[胡台光，波分复用器件现状，光通信技术，24(2)，79-84，2000]，光波分复用(WDM)技术是指在同一根光纤上成倍提高传输容量的技术。分波与合波是光波分复用的两个主要功能。分波或波长分配的基本功能是将在同一个光学波导通道中的多个波长分配到不同的光通道中，执行这一任务的器件叫做光波长分配器。
制作光波分复用器的技术有很多，较为实用的有棱镜法、熔融拉锥法、干涉膜滤光法、衍射光栅法等。例如：双波长的波分复用是采用两根标准的单模光纤通过熔融拉锥实现的[AT&T IPM Corp.，Wavelength division optical multiplexingelements.美国专利，USP，No.5457760，1995，10.]；而多波长的波分复用则通常是采用阵列波导光栅(AWG)实施波长分离的[Takahashi H，Suzuki S，Kato K etal.，Arrayed waveguide grating for wavelength division multi/demultiplexer withnanometer resolution，Elecron.Lett.，26(2)，87-88，1990]。这种器件具有很多诱人的优点，如小的波长间隔、大的信道数、通带平坦等，特别适合于超高速、大容量的DWDM系统使用。
与在先技术不同，本实用新型则是针对集成在一根光纤内部的多通道波导，解决双芯光纤光波分配的问题。具体采用了一种将双芯光纤经过熔融拉锥来改变波导耦合条件的方法，实现了波长对多个通道的分配与传输。该器件可用于实现波长对多个通道的分配与传输，便于在一根光纤内构造纤维集成的多光路波分复用光器件。
(三)发明内容
本实用新型的目的在于提供一种集成在一根光纤内部两个光波导通道之间光波长分配的问题，在一根光纤内部构造纤维集成的多光路波分复用光器件，实现纤维集成的波长分配。
本实用新型的目的是这样实现的：
该器件所述的光纤是一种集成在一根光纤包层中的两个纤芯1和2的特种光纤3，该光纤轴心中间有一个纤芯，与轴心纤芯相距一定距离处有第二个纤芯。将这种特殊的双芯光纤进行加热熔融拉锥后，由于两个纤芯的直径和彼此之间的距离都发生了变化，因此这两个纤芯波导之间的耦合条件就随之发生了变化，从而可实现双波长的彼此分离，达到由轴心纤芯同时传输的两个波长经过该波长分配器后，就将不同的波长分配到各自不同的光纤芯子波导通道中的目的。
本实用新型的主要技术特征为，所述的光纤是一种特殊的双芯光纤，该波长分配器集成在一根特殊的光纤中，它由两边对称的两段双芯光纤和中间的一段经过加热熔融拉锥形成对称的双锥体所组成。由于双芯光纤经过拉锥后，锥体部分极为脆弱，易于损坏。为了提高机械连接强度，将其置于石英槽4中并采用紫外胶实施固化保护。为了使得该器件使用时坚固耐用，经过石英槽实施固化保护后的双芯光纤波长分配器还要外加不锈钢管状封装壳体5进行外部封装。
与现有技术相比，本实用新型突出的特点为：所有的光波导通道及其锥体波导耦合部分都集成在一根光纤中，密闭性好，材料性能稳定，抗外界湿度干扰性强，受环境温度变化的影响小，可靠性高。
(四)附图说明
图1是制作该纤维集成波长分配器所采用的特种双芯光纤横截面结构示意图；其中1是位于中心的光纤芯子，2是偏离中心的第二个光纤芯子，3特指这种双芯光纤；
图2是纤维集成波长分配器的结构示意图；其中1是位于中心的光纤芯子，2是偏离中心的第二个光纤芯子，3特指这种双芯光纤；4是用于加强机械强度的石英槽，5是具有保护作用的不锈钢管封装壳体。
图3是将双芯光纤实施拉锥后置入石英槽进行保护固化的结构示意图。其中3是双芯光纤，4是石英槽。
图4是采用特种双芯光纤制作纤维集成波长分配器的内部波导结构示意图；其中1是位于中心的光纤芯子，2是偏离中心的第二个光纤芯子。通过加热并进行拉锥的办法，一方面使得两个纤芯都等比例收缩；另一方面，两个纤芯之间的距离也逐渐靠近，当满足长波耦合条件时，两个波长中波长较长的光波就从中心纤芯中被耦合到偏心纤芯中，当达到长波完全耦合至偏心纤芯中而同时短波有恰好不被耦合到偏心纤芯时，停止拉锥，就实现了两个波长的分配与分离。
图5是当采用两个波长(例如：波长为0.98μm和0.808μm)被同时注入到中心的光纤芯子中，经过双椎体部分时，短波仍然继续在中心纤芯中传输，而长波被分配到偏心纤芯中的数值计算结果。
图6是当采用两个典型波长(例如：波长为1.55μm和1.31μm)被同时注入到中心的光纤芯子中，经过双椎体部分时，短波仍然继续在中心纤芯中传输，而长波被分配到偏心纤芯中的数值计算结果。
(五)具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做更详细地描述，结合图1-图4，本实用新型的实施方式是：
步骤(一)：首先取如图1所示的特种双芯光纤，去除高分子聚合物涂覆层，用酒精洗净凉干备用。
步骤(二)：将这种双芯光纤置于光纤拉锥机上，一端采用一个双波长波分复用器，将两个不同的波长轮流注入到双芯光纤的中心纤芯中；另一端采用显微镜系统和CCD探测器，将两个纤芯成像到CCD探测靶面上；
步骤(三)：在对双芯光纤实施拉锥的过程中，轮流将两个不同波长的光注入，同时分别对两个纤芯对这两个波长的光功率输出情况用CCD进行监测。直到长波光功率完全耦合到偏心纤芯中，而短波光功率绝大部分保持在中心纤芯中时，停止拉锥；
步骤(四)：将完成椎体拉制的双芯光纤置入石英槽中，用掺有石英粉的紫外敏感胶进行固化；
步骤(五)：最后，采用一段不锈钢套管，将经过紫外光固化的双芯光纤波长分配器组件插入到不锈钢保护套管中进行整体封装，如图2所示，就完成了本 实用新型纤维集成波长分配器的制作。
为了进一步说明本实用新型的具体实施方法，下面给出两个具体的实施例。
实施例1：纤维集成808nm/980nm波长分配器的制作。
首先取如图1所示的特种双芯光纤，光纤芯径为6μm，NA＝0.11，去除高分子聚合物涂覆层，用酒精洗净凉干备用。将这种双芯光纤置于光纤拉锥机上，一端采用一个808nm/980nm双波长波分复用器，将两个波长分别为808nm和980nm的光源中发出的光轮流注入到双芯光纤的中心纤芯中；另一端采用显微镜系统和CCD探测器，将两个纤芯成像到CCD探测靶面上；在对双芯光纤实施拉锥的过程中，轮流将808nm/980nm这两个不同波长的光注入，同时分别对两个纤芯对这两个波长的光功率输出情况进行监测。直到波长为980nm的光功率完全耦合到偏心纤芯中，而波长为808nm的光功率绝大部分保持在中心纤芯中时，停止拉锥；将完成椎体拉制的双芯光纤置入石英槽中，用掺有石英粉的紫外敏感胶进行固化；最后，采用一段不锈钢套管，将经过紫外光固化的双芯光纤波长分配器组件插入到不锈钢保护套管中进行整体封装，如图2所示，就完成了808nm/980nm纤维集成波长分配器的制作。
实施例2：纤维集成1310nm/1550nm波长分配器的制作。
首先取如图1所示的特种双芯光纤，光纤芯径为9μm，NA＝0.11，去除高分子聚合物涂覆层，用酒精洗净凉干备用。将这种双芯光纤置于光纤拉锥机上，一端采用一个1310nm/1550nm双波长波分复用器，将两个波长分别为1310nm和1550nm的光源中发出的光轮流注入到双芯光纤的中心纤芯中；另一端采用显微镜系统和CCD探测器，将两个纤芯成像到CCD探测靶面上；在对双芯光纤实施拉锥的过程中，轮流将1310nm/1550nm这两个不同波长的光注入，同时分别对两个纤芯对这两个波长的光功率输出情况进行监测。直到波长为1550nm的光功率完全耦合到偏心纤芯中，而波长为1310nm的光功率绝大部分保持在中心纤芯中时，停止拉锥；将完成椎体拉制的双芯光纤置入石英槽中，用掺有石英粉的紫外敏感胶进行固化；最后，采用一段不锈钢套管，将经过紫外光固化的双芯光纤波长分配器组件插入到不锈钢保护套管中进行整体封装，如图2所示，就完成了1310nm/1550nm纤维集成波长分配器的制作。
Claims (3)
1.一种纤维集成波长分配器，其特征为，该波长分配器集成在一根光纤中，它由两边对称的两段双芯光纤和中间的一段经过加热熔融拉锥形成对称的双锥体所组成，该器件所述的光纤是一种集成在一根光纤包层中的两个纤芯(1)和(2)的特种光纤(3)，该光纤轴心中间有一个纤芯，与轴心纤芯相距一定远处有第二个纤芯。
2.根据权利要求1所述的一种纤维集成波长分配器，其特征是：由于双芯光纤经过拉锥后，双锥体部分极其脆弱易于损坏，为了提高机械连接强度，将其置于石英槽(4)中并采用紫外胶实施固化保护。
3.根据权利要求1所述的一种纤维集成波长分配器，其特征是：为了使得该器件使用时坚固耐用，经过石英槽实施固化保护后的双芯光纤波长分配器还要外加不锈钢管状封装壳体(5)进行外部封装。
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| CN103513336A (zh) * | 2012-06-28 | 2014-01-15 | 无锡万润光子技术有限公司 | 纤维集成波长分配器及其制作方法 |
| CN106199834A (zh) * | 2016-09-29 | 2016-12-07 | 上海康阔光通信技术有限公司 | 光纤耦合器及其制作工艺 |
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Addressee: Wuxi Wanrun Photonic Technologies Co., Ltd. Document name: Notification of Termination of Patent Right |
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Granted publication date: 20130626 Termination date: 20150628 |
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