專利名稱：可調(diào)光分束器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種應(yīng)用于光通信領(lǐng)域的光耦合器，尤其是關(guān)于一種可調(diào)光分束器。
背景技術(shù)：
光耦合器應(yīng)用于光通信領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)多根輸入光纖與多根輸出光纖之間的光束耦合。常規(guī)光耦合器是通過熔融拉錐制成，即將多根裸纖以一定方式靠攏，在高溫加熱下熔融并向兩側(cè)拉伸，最終在加熱區(qū)形成雙錐體形式的特殊波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)對傳輸光信號的分束或耦合。光分束器是一種輸出光纖多于輸入光纖的光耦合器，其輸入光按一定功率比例分為多個部分分別從多根輸出光纖輸出。
請參照圖1，一種現(xiàn)有光分束器可參閱美國專利第5,988,892號，該光分束器3包括一輸入光纖312和二輸出光纖314、316。在該光分束器3的制造過程中，通過加熱拉伸光纖312、314和316而形成熔合部分318，熔合部分318和光纖312、314和316的非熔合部分的接合處覆蓋有混合環(huán)氧樹脂套320和322，以提高該接合處的機(jī)械強(qiáng)度。信號光從輸入光纖312輸入，經(jīng)過熔合部分318被分為兩束光，分別從二輸出光纖314、316輸出。
但是，該現(xiàn)有光分束器3從輸入光纖312傳輸至輸出光纖314、316的光功率比例固定，不可調(diào)整，而不能滿足實(shí)際應(yīng)用中需調(diào)節(jié)控制光功率的情況。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種分光比可動態(tài)調(diào)節(jié)的可調(diào)光分束器。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的提供一種可調(diào)光分束器，它包括一光纖布拉格光柵(FBG，F(xiàn)iber Bragg Grating)，該光纖布拉格光柵進(jìn)一步包括一光纖、一恒溫器和多個微加熱單元，該光纖的折射率隨溫度變化而變化，該恒溫器安裝于該光纖的一側(cè)，該多個微加熱單元周期排布于光纖的外表面并通過多根導(dǎo)線連接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明可調(diào)光分束器通過調(diào)整光纖布拉格光柵的反射率而調(diào)整各輸出端口的光功率的比例?？蛇m用于不同分光比之情形。

圖1是現(xiàn)有光分束器的示意圖。
圖2是本發(fā)明可調(diào)光分束器的示意圖。
圖3是圖2可調(diào)光分束器的光纖布拉格光柵的側(cè)視圖。
圖4是圖3光纖布拉格光柵的俯視圖。
圖5是圖3光纖布拉格光柵沿V-V線的剖視圖。
圖6是圖3光纖布拉格光柵的微加熱單元的連接示意圖。
具體實(shí)施方式
請參照圖2，本發(fā)明可調(diào)光分束器1包括一環(huán)形器10和一光纖布拉格光柵20，該環(huán)形器10具三端口P0、P2和P3，從P0輸入的光束自P3輸出，從P3輸入的光束則自P2輸出。該光纖布拉格光柵20具二端口P1和P4，端口P4和環(huán)形器10的端口P3相連。
請一并參照圖3至圖6，該光纖布拉格光柵20包括一光纖204、一恒溫器202和多個微加熱單元201。該光纖204的折射率隨溫度變化而變化，其一側(cè)被加工成一平面206。恒溫器202安裝于平面206且保持良好的物理接觸，恒溫器202和光纖204之間具一熱傳導(dǎo)材料層，它可以是一熱環(huán)氧樹脂薄層，以確保光纖204和恒溫器202之間保持良好的熱傳導(dǎo)，以使該光纖204和恒溫器202的接觸部分維持在一預(yù)定溫度范圍內(nèi)，恒溫器202起熱沉和溫度控制的作用。該多個微加熱單元201可以是具一定阻值的電阻絲，它可以通過沉積法或光蝕刻法生成于光纖204的外表面，各微加熱單元201均呈″C″字型，其周期分布并部分環(huán)繞光纖204，且其開口部分面對恒溫器202，每相鄰二微加熱單元201之間均以一導(dǎo)線203首尾串聯(lián)，因此，同一電流可通過所有微加熱單元201，而各微加熱單元201均具相同阻值，所以當(dāng)電流通過時其會產(chǎn)生相同熱量。該微加熱單元201也可以通過并聯(lián)形式連接，且對所有微加熱單元201施以同一電壓以產(chǎn)生相同熱量。
無驅(qū)動電流通過光纖布拉格光柵20的微加熱單元201時，光纖204整段處于同一溫度(與恒溫器202相同的溫度)，因此該部分光纖的折射率均勻一致，對入射光無影響，此狀態(tài)稱為″全通″狀態(tài)，此時，光信號從環(huán)形器10的端口P0輸入，經(jīng)端口P3傳輸至光纖布拉格光柵20的端口P4，該光信號全部通過光纖布拉格光柵20，并從端口P1輸出。
當(dāng)一恒定電流I通過微加熱單元201，每一微加熱單元201皆以恒定功率產(chǎn)生熱量，使得光纖204位于各微加熱單元201內(nèi)的多個橫截面(未標(biāo)示)和其相鄰一微小區(qū)域的溫度升高并最終達(dá)一熱平衡溫度，因恒溫器202和光纖204的接觸面積比微加熱單元201和光纖204的接觸面積大，且恒溫器202具更大的熱容量，因此光纖204中每二微加熱單元201之間部分的溫度將仍和恒溫器202保持一致。所以，當(dāng)電流I通過微加熱單元201時，沿光纖204將產(chǎn)生一系列周期分布的熱點(diǎn)。因光纖204的纖芯205的折射率隨溫度變化而變化，該一系列周期分布的熱點(diǎn)處的折射率和未加熱區(qū)域的折射率不同，從而在光纖204內(nèi)折射率產(chǎn)生周期性變化，即形成光纖布拉格光柵，二相鄰熱點(diǎn)間的距離為光纖布拉格光柵20的節(jié)距，該光纖布拉格光柵20所反射的波長由該節(jié)距確定。
由于光纖布拉格光柵20的反射率是由光纖中高低折射率的差值和該光柵的長度所決定，而不同電流值可使熱點(diǎn)加熱至不同溫度，導(dǎo)致折射率相對于未加熱區(qū)域產(chǎn)生不同變化，因此，通過改變光纖204的溫度和光柵部分的長度，即可得不同的反射率，即改變驅(qū)動電流I可改變該光纖布拉格光柵20的反射率。
對一符合布拉格光柵條件的特定波長信號，當(dāng)該光纖布拉格光柵20通過適當(dāng)?shù)淖畲篁?qū)動電流I＝Imax，則可對其100％反射，此狀態(tài)稱為″全反射狀態(tài)″；當(dāng)驅(qū)動電流I＝0，該光纖布拉格光柵20對其無影響，此狀態(tài)稱為″全通過狀態(tài)″，即100％通過； 當(dāng)驅(qū)動電流0＜I＜Imax，該光纖布拉格光柵20對其部分反射，部分通過，此狀態(tài)稱為″部分通過狀態(tài)″。因此該光纖布拉格光柵20可通過改變驅(qū)動電流I而實(shí)現(xiàn)反射光功率的連續(xù)調(diào)節(jié)。
該可調(diào)光分束器1的工作方式如下復(fù)合光信號從環(huán)形器10的端口P0輸入，經(jīng)端口P3進(jìn)入光纖布拉格光柵20的端口P4，若輸入光纖布拉格光柵20的信號光波長λi符合布拉格條件，即λi/2的整數(shù)倍等于光纖布拉格光柵20的周期，則該光纖布拉格光柵20對波長為λi的光信號起作用。
當(dāng)驅(qū)動電流I＝Imax時，該光纖布拉格光柵20處于″全反射″狀態(tài)，其完全反射該特定波長λi的光信號，該光信號返回至環(huán)形器10的端口P3，然后從其端口P2輸出，而其余波長光信號則通過該光纖布拉格光柵20從其端口P1輸出。
當(dāng)驅(qū)動電流I＝0時，該光纖布拉格光柵20處于″全通過″狀態(tài)，所有波長光信號均通過該光纖布拉格光柵20。該復(fù)合光信號通過光纖布拉格光柵20的端口P4，從端口P1輸出。
當(dāng)驅(qū)動電流0＜I＜Imax時，該光纖布拉格光柵20處于″部分通過″狀態(tài)，符合布拉格條件的波長為λi的光信號部分被該光纖布拉格光柵20反射返回至環(huán)形器10的端口P3，然后從端口P2輸出，其余部分光信號則通過該光纖布拉格光柵20的端口P4，從其端口P1輸出。該光纖布拉格光柵20根據(jù)通過其本身的電流大小而呈現(xiàn)不同反射率，所以，可通過調(diào)整通過光纖布拉格光柵20的電流I以調(diào)整該波長λi的通過部分和被反射部分的功率比。
可以理解，本發(fā)明可調(diào)光分束器也可串聯(lián)多個光纖布拉格光柵，其可對包含多個波長的復(fù)合光信號實(shí)現(xiàn)多個波長按不同功率比分光。如在圖2的端口P3和端口P1之間可串聯(lián)多個光纖布拉格光柵，其分別反射特定波長的光信號，反射率由其驅(qū)動電流分別控制。
權(quán)利要求
1.一種可調(diào)光分束器，包括一光纖布拉格光柵，其特征在于該光纖布拉格光柵包括一光纖和多個微加熱單元，該多個微加熱單元周期排布于該光纖的外表面并通過導(dǎo)線連接。
2.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)光分束器，其特征在于其進(jìn)一步包括一環(huán)形器，該環(huán)形器與光纖布拉格光柵相連。
3.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)光分束器，其特征在于該光纖的折射率隨溫度變化而變化。
4.如權(quán)利要求3所述的可調(diào)光分束器，其特征在于該光纖一側(cè)的外表面為一平面。
5.如權(quán)利要求4所述的可調(diào)光分束器，其特征在于該光纖布拉格光柵進(jìn)一步包括一恒溫器，該恒溫器安裝在該平面上。
6.如權(quán)利要求5所述的可調(diào)光分束器，其特征在于該恒溫器和該光纖之間具一熱傳導(dǎo)材料層。
7.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)光分束器，其特征在于該多個微加熱單元皆呈“C”型。
8.如權(quán)利要求7所述的可調(diào)光分束器，其特征在于該微加熱單元部分環(huán)繞該光纖的橫截面。
9.如權(quán)利要求8所述的可調(diào)光分束器，其特征在于該微加熱單元的開口面向恒溫器。
10.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)光分束器，其特征在于該微加熱單元可以是以串聯(lián)方式連接，也可以是以并聯(lián)方式連接。
全文摘要
一可調(diào)光分束器，包括一環(huán)形器和至少一光纖布拉格光柵，該光纖布拉格光柵和環(huán)形器相連，且它的光纖外表面具多個微加熱單元，該每一微加熱單元可加熱該光纖部分區(qū)域，改變通過該微加熱單元的電流大小可相應(yīng)改變該光纖布拉格光柵的反射率。該環(huán)形器具三端口，其中一端口和一輸入光纖連接，一端口和光纖布拉格光柵連接，另一端口和一輸出光纖連接。光束從環(huán)形器輸入至光纖布拉格光柵，其被分成二光束，一光束從該光纖布拉格光柵的輸出端口輸出，另一光束則被光纖布拉格光柵反射至環(huán)形器，從其輸出端口輸出。
文檔編號G02B6/02GK1465994SQ0215003
公開日2004年1月7日 申請日期2002年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月4日
發(fā)明者趙希敏 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司