CN204832575U - 一种特定光纤模式耦合器的制作装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种特定光纤模式耦合器的制作装置，其具体结构包括：单波长光源(101)、单模光纤(102)、少模光纤(103)、光纤夹持拉伸系统(104)、氢氧焰(105)、光纤准直器(106)、电荷耦合照相机(107)和功率计(108)。本实用新型可以制作的耦合器可以实现光从基模到一阶模式的高纯度耦合，利用制作的耦合器在轴对称矢量光束产生、模分复用方面具有很强的应用性。该实用新型耦合模式纯净，耦合损耗小，装置结构简单，调节方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及制作光纤耦合器的技术领域，特别涉及一种特定光纤模式耦合器的制作装置。
背景技术
随着光纤通信的飞速发展，波分复用已逐步不能满足通信速度调制需求，模分复用技术得到重视。同时轴对称矢量光束因为其特殊的偏振和模场对称性，使得其在激光加工、表面等离子体激发与粒子操控方面有着很大的潜在应用。在模分复用方向上，目前大部分采用抛膜技术，针对不同波长定制特定光纤实现特定模式间的耦合，工艺复杂不利于批量化生产及产品封装。在轴对称矢量光束光纤产生上，目前的模式耦合方法大都存在耦合效率低、耦合损耗大、耦合模式纯度不高或者耦合响应波长范围窄等问题。
发明内容
与现存的模式耦合方法不同，本实用新型提供一种特定光纤模式的高纯度耦合的制作装置，通过预拉伸单模光纤使得后续熔融拉伸能够得到两种光纤中的不同模式的相位匹配实现光从基模到一阶模的高纯度耦合。本实用新型中的耦合器制作工艺简单可靠，耦合比率及耦合损耗易于调节，耦合模式纯度极高，同时耦合器制作完成后非常容易封装。
本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案为：一种特定光纤模式耦合器的制作装置，该装置结构由单波长光源、单模光纤、少模光纤、光纤夹持拉伸系统、氢氧焰、光纤准直器、电荷耦合照相机和功率计组成，其中，将单模光纤去掉3cm涂覆层，固定在光纤夹持拉伸系统上，点燃氢氧焰预热后拉伸2mm，熄灭氢氧焰；将少模光纤去掉3.2cm涂覆层，与预拉伸后的单模光纤缠绕2圈后固定在光纤夹持拉伸系统上并抻直；打开单波长光源产生监测光耦合进入单模光纤，点燃氢氧焰，熔融光纤缠绕区域并拉伸光纤，监测光在进入熔融区域时会有一定比率从单模光纤耦合进入少模光纤并通过光纤准直器被电荷耦合照相机探测，剩余监测光被功率计探测；拉伸过程中会使得单模光纤中的基模光与少模光纤中的一阶模光有效折射率趋于相同，即两种模式满足相位匹配；此时观察电荷耦合照相机会得到两瓣状光斑图样或环状光斑图样，功率计示数会显著下降；停止拉伸光纤，继续熔融缠绕区域直至光斑强度达到预期后，熄灭氢氧焰停止熔融并封装成光纤耦合器。
进一步的，所述光纤夹持拉伸系统包括：光纤夹具和三维调整架；光纤夹具用于夹持光纤并与三维调整架固连，三维调整架用于对光纤高度、火焰距离及光纤纵向拉伸量的调节。
本实用新型与现有技术相比的优点在于：通过对普通单模光纤和少模光纤进行熔融拉伸实现相位匹配，无需特殊定制光纤。该制作装置操作简单，无需进行光纤抛膜贴合等操作。耦合模式极度纯净，一阶模式纯度可高达99％以上。产品易于封装，性能稳定。一阶模式耦合波长响应较宽，可达10nm以上。
附图说明
图1为本实用新型制作装置示意图；其中，101为单波长光源，102为单模光纤，103为少模光纤，104为光纤夹持拉伸系统，105为氢氧焰，106为光纤准直器，107为电荷耦合照相机，108为功率计。
图2为电荷耦合照相机探测到的耦合出来的一阶模光斑图样；其中201为两瓣状光斑图样，202为环状光斑图样。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本实用新型具体实施方式，以制作特定模式光纤耦合器为例。如图1所示：刻写装置由单波长光源101、单模光纤102、少模光纤103、光纤夹持拉伸系统104、氢氧焰105、光纤准直器106、电荷耦合照相机107、功率计108组成。将单模光纤102去掉3cm涂覆层，固定在光纤夹持拉伸系统104上，点燃氢氧焰105预热后拉伸2mm，熄灭氢氧焰105。将少模光纤103去掉3.2cm涂覆层，与预拉伸后的单模光纤缠绕2圈后固定在光纤夹持拉伸系统104上并抻直。打开单波长光源101产生监测光耦合进入单模光纤，点燃氢氧焰105，熔融光纤缠绕区域并拉伸光纤，监测光在进入熔融区域时会有一定比率从单模光纤耦合进入少模光纤并通过光纤准直器被电荷耦合照相机107探测，剩余监测光被功率计108探测。拉伸过程中在某些位置会使得单模光纤中的基模光与少模光纤中的一阶模光有效折射率趋于相同，即两种模式满足相位匹配。此时观察电荷耦合照相机107会得到两瓣状光斑图样201或者圆环状光斑图样202，功率计108示数会显著下降。停止拉伸光纤，继续熔融光纤缠绕区域改变两种模式交叠使耦合效率达到预期，熄灭氢氧焰105停止熔融后封装耦合器。
本实用新型的创新之处在于：通过预拉单模光纤使其包层相对少模光纤较细，在同步拉伸两种光纤的时候使得单模光纤中的基模与少模光纤中的一阶模有效折射率在某些位置趋于相同，达到相位匹配。之后，可以继续熔融光纤，改变模式交叠直至达到预期的耦合效率。
所述光纤夹持拉伸系统104包括：光纤夹具，三维调整架；光纤夹具用于夹持光纤并与三维调整架固连，三维调整架用于对光纤高度、与火焰距离及光纤纵向拉伸量的调节。
图2为为电荷耦合照相机探测到的耦合出来的一阶模光斑图样；其中201为两瓣状光斑图样，202为环状光斑图样。
尽管已经详细描述了本实用新型及其优点，但应当理解，在不背离由所附的权利要求限定的本实用新型的精神和范围的情况下，可以进行各种变化、替换及改造。
Claims (2)
1.一种特定光纤模式耦合器的制作装置，其特征在于：该装置结构由单波长光源(101)、单模光纤(102)、少模光纤(103)、光纤夹持拉伸系统(104)、氢氧焰(105)、光纤准直器(106)、电荷耦合照相机(107)和功率计(108)组成，其中，将单模光纤(102)去掉3cm涂覆层，固定在光纤夹持拉伸系统(104)上，点燃氢氧焰(105)预热后拉伸2mm，熄灭氢氧焰(105)；将少模光纤(103)去掉3.2cm涂覆层，与预拉伸后的单模光纤缠绕2圈后固定在光纤夹持拉伸系统(104)上并抻直；打开单波长光源(101)产生监测光耦合进入单模光纤(102)，点燃氢氧焰(105)，熔融光纤缠绕区域并拉伸光纤，监测光在进入熔融区域时会有一定比率从单模光纤(102)耦合进入少模光纤(103)并通过光纤准直器(106)被电荷耦合照相机(107)探测，剩余监测光被功率计(108)探测；拉伸过程中会使得单模光纤(102)中的基模光与少模光纤(103)中的一阶模光有效折射率趋于相同，即两种模式满足相位匹配；此时观察电荷耦合照相机(107)会得到两瓣状光斑图样(201)或环状光斑图样(202)，功率计(108)示数会显著下降；停止拉伸光纤，继续熔融缠绕区域直至光斑强度达到预期后，熄灭氢氧焰(105)停止熔融并封装成光纤耦合器。
2.根据权利要求1所述的一种特定光纤模式耦合器的制作装置，其特征在于：所述光纤夹持拉伸系统(104)包括：光纤夹具和三维调整架；光纤夹具用于夹持光纤并与三维调整架固连，三维调整架用于对光纤高度、火焰距离及光纤纵向拉伸量的调节。
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|---|---|---|---|---|
| CN106019478A (zh) * | 2016-05-12 | 2016-10-12 | 西安交通大学 | 高灵敏度熔锥耦合型微纳光纤超声检测系统及其耦合器制作方法 |
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2015
- 2015-07-31 CN CN201520573046.2U patent/CN204832575U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
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| CN106019478B (zh) * | 2016-05-12 | 2019-07-23 | 西安交通大学 | 高灵敏度熔锥耦合型微纳光纤超声检测系统及其耦合器制作方法 |
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