專利名稱：保偏光纖耦合器的制造方法
保偏光纖耦合器的制造方法技術領域：
本發(fā)明涉及一種保偏光纖耦合器的制造方法，尤其涉及一種可適用各種 型號光纖的保偏光纖耦合器的制造方法。背景技術：
耦合器是一種光纖的無源器件，將光纖中的光功率按一定比例分配到N 個輸出端(N>2)。保偏光纖是一種特殊結構的光纖，具有特殊的快軸和慢 軸，這兩個軸是相互垂直的，偏振方向平行于這兩個軸之一的光在該光纖中 傳輸能保持其偏振的方向不變。由于保偏光纖具有對線偏振光較強的偏振保 護能力，在相關光通信、光纖傳感、光纖陀螺等領域的應用日趨廣泛。而其 中保偏光纖耦合器由于能穩(wěn)定地傳輸兩個正交的線偏振光，并能長距離地保 持各自的偏振態(tài)不變，是各種軍用千涉型傳感器和相關通信的關鍵器件，是 構成高精度高性能陀螺和水聽器的基礎元件之一。保偏光纖包括纖芯、包層及應力軸，所述保偏光纖中心部分為纖芯；纖 芯周圍為包層，所述包層與纖芯同軸，且其折射率比纖芯低；所述應力軸置 于包層里，且以纖芯為中心成對稱分布，所述應力軸的截面可為各種不同形 狀，其折射率比包層還要低。所述應力軸的熱膨脹系數(shù)大于包層，因此在對 光纖基材熔融拉線成型的光纖進行冷卻的過程中，光纖的斷面會因應力軸出 現(xiàn)歪斜現(xiàn)象，此種歪斜引發(fā)纖芯的異向偏離，其結果構成光的二相交偏波， 即沿上述的快軸和慢軸傳送的慢偏波及快偏波。慢偏波及快偏波的傳輸常數(shù) 不同，偏波磁場的分布也不同，于是就有了慢偏波及快偏波在保存狀態(tài)下的 傳送的特性。
使用這種保偏光纖的光耦合器為保偏光纖耦合器，目前國內(nèi)保偏光纖輞 合器最普遍的制造方法是通過熔融拉錐法完成的。所述熔融拉錐法是將幾根 光纖表面的涂覆層剝除部分后，各慢軸平行排列，使幾根光纖的包層相接觸， 進行加熱熔融同時向延長方向拉伸形成一個熔融拉伸部，然后再根據(jù)要求可 將熔融拉伸部裝進保護用的保護殼里。慢軸為從應力軸中心穿過的直線。此種熔融拉錐法用加熱的方法將光纖組融合在一起，達到功率分配的目 的，制造功率分配器件。同時，由于耦合器的波長特性，對不同的波長會有 不同的耦合系數(shù)，引起功率分配比例的不同，故熔融拉錐法還被利用來生產(chǎn) 波分復用/解復用器，不同波長光的合束器等波長敏感器件。所述熔融拉錐法融合光纖組時，若應力軸外面的包層過厚，熔融后纖芯 的間距變大，易出現(xiàn)應力軸對光結合實際的不良影響，引發(fā)過剩損失。因此， 需要對保偏光纖包層的一部分進行拉細化。目前常用蝕刻工藝或研磨工藝進行拉細化，相關技術請參閱中國專利第03149718.7號， 一種偏波保持光纖耦 合器及其制作方法，其拉細化處理方法是采用氟酸蝕刻工藝剝除包層，使保 偏光纖包層沿圓周均勻地去掉一部分。此時，被拉細化部分的包層應包著應 力軸，保證應力軸不要暴露在外。若經(jīng)蝕刻研磨工藝后拉細化的光纖應力軸 露出在包層之外，會造成光纖偏波保持能力下降，光纖原有的偏波串線失真 值變差，再有光纖的機械強度也會變差，所以應力軸外面須存留一定厚度的 包層薄膜。上述所有對光纖的處理，包括研磨,腐蝕和熔融拉錐等，都僅在 剝?nèi)ネ扛矊拥牟糠止饫w上進行。上述通過蝕刻將保偏光纖包層沿圓周均勻地去掉一部分的拉細化方法， 要求應力軸不能露出到包層外，只可適用于部分型號的保偏光纖。因此，有必要提供一種保偏光纖耦合器的制造方法，其拉細化處理過程 可適用于各種型號的光纖拉細。 t發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所需要解決的技術問題在于提供一種保偏光纖耦合器的制造方 法，其拉細化處理過程可適用于各種型號光纖拉細。為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是一種保偏光纖耦合器的制 造方法；去除光纖包層外面的部分涂覆層；對每根光纖去除涂覆層的部分進 行拉細化處理;將多根光纖進行拉細化后的部分靠在一起進行熔融拉錐處理; 其中，在拉細化處理過程中，沿所述光纖的軸向截去部分包層，且截除部分 在沿光纖徑向的厚度小于光纖的半徑。所述保偏光纖耦合器的制造方法中至少一根光纖為保偏光纖。所述保偏光纖耦合器的制造方法中光纖包層截切處到光纖中心軸的距離 為5um以上。所述保偏光纖耦合器的制造方法提供一研磨裝置截除光纖的部分包層。 所述保偏光纖耦合器的制造方法中研磨裝置包括一玻璃體， 一研磨片，所述研磨片置于玻璃體上，所述玻璃體上設有一可固定光纖的細槽。所述保偏光纖耦合器的制造方法中研磨時，所述光纖一端輸入監(jiān)控光，另一端接進行監(jiān)控的光功率計。所述保偏光纖耦合器的制造方法中細槽用細鋼絲配合金剛石徼粉勒出。 相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明保偏光纖耦合器的制造方法在拉細化處理過程中，沿光纖軸向將光纖的包層截切掉一小部分，因此，無須考慮應力軸在拉細化過程中是否會露出包層外，可適用各種型號的光纖。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細說朋圖l是本發(fā)明保偏光纖耦合器的制造方法的一種保偏光纖的橫截面圖。圖2是圖1的保偏光纖拉細化時截取的橫截面圖。
圖3是本發(fā)明保偏光纖耦合恭的制造方法的拉細化過程示意圖。圖5是圖4熔融拉伸后的橫截面圖。具體實施方式
下述實施例介紹光纖全為保偏光纖的情況，且以常用的熊貓型保偏光纖為例。請參閱圖1，本發(fā)明保偏光纖耦合器的制造方法中的保偏光纖1為常用 的熊貓型保偏光纖，所述保偏光纖1為圓柱形體，其外包覆有涂覆層。所述 保偏光纖1包括一纖芯10、 一包層20及多個應力軸30,所述纖芯10位于保 偏光纖1的中心部分；所述纖芯10的周圍為包層20,所述包層20與纖芯10 同軸，且其折射率比纖芯10低；所述應力軸30置于包層20里，且以纖芯 IO為中心成對稱分布，所述應力軸30的截面可為各種不同形狀，其折射率 比包層20還要低。所述保偏光纖1具慢軸及快軸，其中，慢軸為從應力軸中 心穿過的直線，而快軸則與慢軸垂直。所述保偏光纖耦合器的制造方法首先，去除保偏光纖1包層20外面的 部分涂覆層；其次，對保偏光纖1包層20去除涂覆層的部分進行拉細化處理； 最后，在拉細化處理過后的包層20處進行熔融拉錐。請參閱圖2，對保偏光纖1的包層20進行拉細化處理，去除圖中虛線右 邊的部分，即沿保偏光纖l的軸向截去部分包層20，要求截去的部分不能達 到纖芯10的位置，即截除部分在沿保偏光纖1的徑向的厚度應小于保偏光纖 1的半徑。經(jīng)多次實驗表明，虛線與保偏光纖1的中心軸的距離最好在5um 以上，且虛線的位置不受應力軸30位置的限制，可將應力軸30露出到包層 20外。請參閱圖3，拉細時，用機械研磨裝置40將保偏光纖1的一側去掉一部 分。所述機械研磨裝置包括一玻璃體42, —研磨片44。所述研磨片44置于 玻璃體42上。所述玻璃體42上設有一細槽420(如虛線所示)，所述細槽420 為用細鋼絲配合金剛石微粉勒出。將所述保偏光纖1安裝在細槽420內(nèi)，兩邊用手拉緊，再用石蠟固定保 偏光纖1。保偏光纖1的一端輸入監(jiān)控光，另一端接光功率計進行監(jiān)控。所 述監(jiān)控光從圖中所示的F1方向輸入，從F2方向輸出進行監(jiān)控。使用研磨片 44配合金剛石微粉進行研磨，直到檢測到光功率下降O.ldB左右時結束研磨。 加熱熔解石蠟并將保偏光纖1取出進行清潔。請參閱圖4，熔融拉錐處理時，將兩根保偏光纖1的包層20去掉部分相 互靠近。保偏光纖1的包層20去掉部分在沿著光纖軸的方向上僅為一小段, 故兩根保偏光纖1的這一部分應相互對齊，以達到光功率耦合的目的。對齊 后，可進行熔融拉錐，制造出50/50分光比的功率分配器件。進行熔融拉錐 時，使用的安裝保偏光纖l的固定方式及加熱方式可以是現(xiàn)有技術中的各種 各樣的方式。熔融拉錐過程中需要對光功率耦合情況進行監(jiān)控，根據(jù)不同的 技術要求，控制拉錐機的各個參數(shù)，不同的參數(shù)可以制造不同光學性能的器 件。典型的一個事例為熔融拉錐過程從輸入端到兩個輸出端口的插入損耗 分別為3.12dB和3.16dB，消光比分別為21.5和20.3dB。熔融后，二根保偏光纖1的應力軸30仍包在包層2內(nèi)部，因此，在進行 拉細化處理時，只需考慮熔融后，二根保偏光纖1的最恰當位置，而無須考 慮應力軸30在拉細化過程中是否會露出包層20外。以下介紹所述光纖可部分為保偏光纖的情況。所述熔融拉錐過程中的兩根光纖中的一根可以是沒有應力軸的普通光 纖，以制造包括小分光比抽頭在內(nèi)的一些對耦合器沒有保偏要求的器件。用 上述拉細化方法研磨一根保偏光纖， 一根非保偏光纖。將兩根光纖對齊，靠
近，進行熔融拉錐，制造出1/99分光比的功率分配器件。典型的一個事例為 從輸入端到作為抽頭輸出端的非保偏光纖的插入損耗為20.19dB,從輸入端 到保偏輸出端的插入損耗為0.12dB，從輸入端到保偏輸出端的消光比為 20.3dB。本發(fā)明保偏光纖耦合器的制造方法在進行拉細化處理時，沿光纖軸向將 保偏光纖1的包層20去掉一部分，使保偏光纖1的纖芯10能夠足夠靠近進 行耦合，避免光功率耦合到應力軸30上造成損耗。此種方法不受應力軸位置 影響，可以普遍適用于各種型號保偏光纖，包括各種應力軸形狀的保偏光纖, 也包括匹配型和非匹配型保偏光纖。因此，在對保偏光纖進行拉細化處理時，事先沿光纖軸向將保偏光纖去所涵蓋的范圍。
權利要求
1.一種保偏光纖耦合器的制造方法；去除光纖包層外面的部分涂覆層；對每根光纖去除涂覆層的部分進行拉細化處理；將多根光纖進行拉細化后的部分靠在一起進行熔融拉錐處理；其特征在于在拉細化處理過程中，沿所述光纖的軸向截去部分包層，且截除部分在沿光纖徑向的厚度小于光纖的半徑。
2. 如權利要求1所述的保偏光纖耦合器的制造方法，其特征在于至少一 根光纖為保偏光纖。
3. 如權利要求1或2所述的保偏光纖耦合器的制造方法，其特征在于所述光纖包層截切處到光纖中心軸的距離為5 u m以上。
4. 如權利要求1或2所述的保偏光纖耦合器的制造方法，其特征在于提供-研磨裝置截除光纖的部分包層。
5. 如權利要求4所述的保偏光纖耦合器的制造方法，其特征在于所述研 磨裝置包括一玻璃體， 一研磨片，所述研磨片置于玻璃體上，所述玻璃體上 設有一可固定光纖的細槽。
6. 如權利要求5所述的保偏光纖耦合器的制造方法，其特征在于研磨時， 所述光纖一端輸入監(jiān)控光，另一端接進行監(jiān)控的光功率計。
7. 如權利要求5所述的保偏光纖耦合器的制造方法，其特征在于所述細 槽用細鋼絲配合金剛石微粉勒出。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種保偏光纖耦合器的制造方法；去除光纖包層外面的部分涂覆層；對每根光纖去除涂覆層的部分進行拉細化處理；將多根光纖進行拉細化后的部分靠在一起進行熔融拉錐處理；其中，在拉細化處理過程中，沿所述光纖的軸向截去部分包層，且截除部分在沿光纖徑向的厚度小于光纖的半徑。本發(fā)明保偏光纖耦合器的制造方法可適用于各種型號的保偏光纖。
文檔編號G02B6/26GK101162281SQ20061006312
公開日2008年4月16日 申請日期2006年10月13日 優(yōu)先權日2006年10月13日
發(fā)明者岳超瑜, 朱少軍, 楊新榮, 羅群標 申請人:深圳朗光科技有限公司