CN204679683U - 一种微纳光纤滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的是一种微纳光纤滤波器。包括石英毛细管 （1）、微纳光纤 （2）、第一液体 （3）、第二液体 （4）、封装结构，微纳光纤 （2）、第一液体 （3）和第二液体 （4）均封装在石英毛细管 （1）中，第一液体 （3）、第二液体 （4）填充在微纳光纤 （2）周围且交替排列。本实用新型的微纳光纤滤波器，当微纳光纤的部分模式满足与液体层的相位匹配条件时，将耦合进入液体层，剩余的纤芯模继续传播，实现滤波功能。通过改变液体层的折射率或者厚度，可以控制光纤中不同光波长的通过性，从而实现波长可调谐的滤波功能。本实用新型对波长的调谐范围更广、方法更简便、可控性更高，易与微流芯片结合，具有广阔的应用前景。

Description

一种微纳光纤滤波器

技术领域

本实用新型涉及的是光纤滤波器，具体地说是一种微纳光纤滤波器。

背景技术

光纤滤波器作为一种能够对光信号进行选择性通过的器件，主要用于光纤通信、光纤传感和光信息处理等方面。光纤滤波器由于具有插入损耗低、中心波长可调谐、结构紧凑、高频率响应、易于与光通信、光纤传感等系统集成等特点，得到各地科研工作者的青睐，目前已经发展的光纤滤波器类型主要有：基于耦合器的光纤滤波器、基于光纤光栅的光纤滤波器、基于光纤干涉仪的光纤滤波器、基于声光调制机制的声光滤波器等。

传统的光栅写入方法主要有：横向侧面曝光法、相位掩膜法以及逐点写入法等等，L.K.Chin等人在其文章An on-chip liquid tunable grating using multiphase droplet microfluidics中提出一种基于多相液滴的可调制长周期光栅，能够有效、灵活的实现滤波功能。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构参数实时可调、制作简单、成本低廉的微纳光纤滤波器。

本实用新型的目的是这样实现的：包括石英毛细管1、微纳光纤2、第一液体3、第二液体4、封装结构5，微纳光纤2、第一液体3和第二液体4均封装在石英毛细管1中，第一液体3、第二液体4填充在微纳光纤2周围且交替排列。

本实用新型还可以包括：

1、所述的微纳光纤2的直径小于10μm，由单模光纤拉锥而成。

2、第一液体3、第二液体4互不相容，第一液体3与第二液体4的折射率不同。

本实用新型另辟蹊径，将微纳光纤特性与不同液体层滤波相结合，提出一种不同折射率的液体层填充在微纳光纤周围，按一定规律交替排布的微纳光纤光栅滤波器结构，当微纳光纤的部分模式满足与液体层的相位匹配条件时，将耦合进入液体层，剩余的纤芯模继续传播，实现滤波功能。通过改变液体层的折射率或者厚度，可以控制光纤中不同光波长的通过性，从而实现波长可调谐的滤波功能。相比于传统的光纤光栅滤波器，本实用新型对波长的调谐范围更广、方法更简便、可控性更高，易与微流芯片结合，具有广阔的应用前景。

本实用新型的优点在于：

1、本实用新型的微纳光纤滤波器，可通过对液体层的折射率或者厚度等配比参数进行更换，实现多波长滤波功能。

2、本实用新型的光纤光栅滤波器可重复性好，弥补了常规光纤光栅滤波器的不可重复性缺陷，更换液体层的折射率或者厚度，就相当于调整光栅的参数，从而实现不同的滤波需求。

3、本实用新型的微纳光纤滤波器易与微流芯片结合，结构简单，易于控制，成本低廉，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1微纳光纤Bragg光栅滤波器示意图。

图2长周期微纳光纤光栅滤波器示意图。

具体实施方式

本实用新型的一种微纳光纤滤波器的组成包括石英毛细管1、微纳光纤2、第一液体3、第二液体4、封装结构5。微纳光纤2、第一液体3、第二液体4均封装在石英毛细管1中。第一液体3、第二液体4填充在微纳光纤2周围，交替排列。石英毛细管1的内径、长度需与液体光栅参数相匹配。微纳光纤2的直径小于10μm，由单模光纤拉锥形成。第一液体3、第二液体4二者互不相容，具有不同折射率，液体层厚度按照一定规律周期性排布，满足滤波条件。

下面结合附图举例对本实用新型做更详细的描述。

结合图1，选用内径为0.2mm的石英毛细管，控制光栅栅格周期为0.5μm、光栅长度为10mm、折射率调制深度为2*10^-4，可得到反射中心波长在1467nm左右的微纳光纤Bragg光栅滤波器，实施步骤如下：

1、拉锥：取一段约1m长的单模光纤，在单模光纤中间部分，剥除光纤的涂覆层20--30mm，使用无纺布蘸取酒精和乙醚混合液，反复擦拭光纤外包层，直至清洁，然后将光纤两端固定于光纤夹具上，用高温热源对去掉涂覆层的光纤区域进行预热，待光纤进入熔融状态后，用左右两端的光纤夹具对光纤进行拉伸，同时高温热源以预热区为中心左右往返移动，拉伸形成微纳光纤2。

2、在显微镜下，将微纳光纤2穿入长度为10mm的石英毛细管1。

3、用微泵控制微量注射器，将折射率为1.468的第一液体3、折射率为1.4682的第二液体4交替注入石英毛细管1。

4、用封装结构5，如环氧等，将石英毛细管1两端封口。

实施例2

结合图2，选用内径为0.2mm的石英毛细管，控制光栅周期为480μm、光栅长度为24mm、折射率调制深度为2*10^-4，可得到对应于谐振波长在1.44um左右的滤波器。

1、拉锥：取一段约1m长的单模光纤，在单模光纤中间部分，剥除光纤的涂覆层20--30mm，使用无纺布蘸取酒精和乙醚混合液，反复擦拭光纤外包层，直至清洁，然后将光纤两端固定于光纤夹具上，用高温热源对去掉涂覆层的光纤区域进行预热，待光纤进入熔融状态后，用左右两端的光纤夹具对光纤进行拉伸，同时高温热源以预热区为中心左右往返移动，拉伸形成微纳光纤2。

2、在显微镜下，将微纳光纤2穿入长度为24mm的石英毛细管1。

3、用微泵控制微量注射器，将折射率为1.4817的第一液体3、折射率为1.4819的第二液体4交替注入石英毛细管1。

4、用封装结构5，如环氧等，将石英毛细管1两端封口。

Claims (3)

1.一种微纳光纤滤波器，包括石英毛细管（1）、微纳光纤（1）、第一液体（3）、第二液体（4）、封装结构（5），其特征是：微纳光纤（2）、第一液体（3）和第二液体（4）均封装在石英毛细管（1）中，第一液体（3）、第二液体（4）填充在微纳光纤（2）周围且交替排列。

2.根据权利要求1所述的微纳光纤滤波器，其特征是：所述的微纳光纤（2）的直径小于10μm，由单模光纤拉锥而成。

3.根据权利要求1或2所述的微纳光纤滤波器，其特征是：第一液体（3）、第二液体（4）互不相容，第一液体（3）与第二液体（4）的折射率不同。