專利名稱：一種基于光子晶體光纖的研磨型光纖偏振器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于光纖偏振器件技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于光子晶體光纖的研磨型光 纖偏振器件。
背景技術(shù)：
隨著光纖通信和光纖傳感技術(shù)的迅猛發(fā)展，光的偏振態(tài)對系統(tǒng)及元器件顯得越發(fā) 重要。光纖偏振器件作為偏振器件的一個重要分支，發(fā)揮著獨特的作用。由于光纖偏振器 體積小、重量輕、插入損耗低、消光比高，與光纖系統(tǒng)的兼容性強，因而倍受青睞。光纖偏振 器應(yīng)用廣泛，在光隔離器、光環(huán)行器、光開關(guān)和光調(diào)制器等無源器件中大量使用。在光器件 測試系統(tǒng)中，光纖偏振器與其他器件配合可以獲得穩(wěn)定靈活的測試條件，實現(xiàn)對器件的多 參數(shù)檢測。在光纖系統(tǒng)中，光纖偏振器是產(chǎn)生線偏振光的關(guān)鍵器件；在以偏振或者相位為主 要檢測特征的光纖系統(tǒng)，光纖偏振器是重要無源器件，如光纖陀螺、光纖電流傳感器、光纖 水聽傳感以及相干光通信系統(tǒng)等。金屬包層光纖偏振器件是將光纖嵌在一變曲率半徑的槽中研磨，將光纖磨拋到纖 芯附近，再鍍上介質(zhì)_金屬復(fù)合膜層。當光波到達此復(fù)合膜區(qū)時，在介質(zhì)_金屬界面上產(chǎn)生 的表面等離體波將光纖內(nèi)一個偏振模耦合損耗掉。另一偏振模不能激發(fā)表面等離子體波， 可幾乎無損耗地通過此區(qū)域，從而實現(xiàn)起偏功能。這種光纖偏振器消光比可以達到35dB以 上、插入損耗低于0. 5dB、溫度穩(wěn)定性較好、易于實現(xiàn)小型化；但是制作工藝復(fù)雜，在小批量 生產(chǎn)時消光比只能保證30dB。環(huán)形線圈光纖偏振器是利用了卷繞的保偏光纖對不同偏振模式具有不同的彎曲 損耗制成的。在確定好所需保偏光纖長度和曲率半徑后，將光纖均勻卷繞在一個特定曲率 半徑的線圈骨架上。線圈光纖偏振器尺寸較大，通常骨架的半徑要IOcm左右，纏繞的光纖 長度達幾米長。此類偏振器制作簡單，消光比通?？梢赃_到30dB，但整個器件的插入損耗較 大，達3dB。由于保偏光纖的雙折射特性會隨溫度發(fā)生微小變化，線圈光纖偏振器使用的保 偏光纖又較長，因此器件溫度穩(wěn)定性不好。微孔光纖偏振器是在一段D形微孔光纖的微孔中注入金屬而構(gòu)成的。在光纖的包 層中靠近纖芯處做出一個D形微孔，微孔通常距離纖芯幾個微米，當在微孔內(nèi)注入某種金 屬后，大的結(jié)構(gòu)非對稱性導(dǎo)致光偏振狀態(tài)發(fā)生變化，成為衰減型光纖偏振器。一根長約40cm 的微孔光纖偏振器的消光比可達40dB，但插入損耗也比較大，高達2. 5dB。晶體包層光纖偏振器同樣需要將光纖研磨，磨拋到纖芯附近成D型光纖后，粘貼 (或覆蓋生長)上雙折射晶片。利用雙折射晶片對光波的兩個正交偏振分量具有不同的折 射率，將其中一個偏振分量泄漏掉，另一個偏振分量保持在纖芯中，達到起偏的目的。這種 類型的光纖偏振器件消光比高，插入損耗較小，但制作工藝復(fù)雜，對使用的雙折射晶片性能 要求比較高。在綜上所述的研究中，現(xiàn)有的光纖偏振器件在性能和制作方法上各有特點，但是 都存在各自的缺點。其中尺寸小、消光比高、插入損耗低的金屬包層光纖偏振器及晶體包層。線圈光纖偏振器和微孔光纖偏振器尺寸較大，插入損 耗相對比較高，但制作工藝較簡單。基于光纖偏振器件的廣闊應(yīng)用及對新型光纖偏振器件 的迫切需求，需要改進現(xiàn)有光纖偏振器件制作技術(shù)，尋求一種尺寸小、制作方便和性能穩(wěn)定 的新型光纖偏振器件。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的就是克服現(xiàn)有偏振器件制作工藝復(fù)雜、尺寸大等問題，提供了 一種基于光子晶體光纖的研磨型光纖偏振器件。一種基于光子晶體光纖的研磨型光纖偏振器件，包括光子晶體光纖和固定片；其 特征在于在光子晶體光纖一側(cè)進行研磨加工，光子晶體光纖被研磨部分粘貼于固定片。光子晶體光纖被研磨部分的長度為4 5cm，研磨深度為48 56 μ m。本實用新型所具有的優(yōu)點為在光子晶體光纖一側(cè)進行研磨加工形成結(jié)構(gòu)不對 稱，結(jié)構(gòu)的不對稱引起一個偏振分量泄漏，另一個偏振分量保持在纖芯中傳輸，從而實現(xiàn)起 偏功能。由于光子晶體光纖包層由一定周期的空氣孔排列構(gòu)成，所以較易于研磨加工，該偏 振器件制作方便，易于加工；整個偏振器件只需4 5cm光子晶體光纖，所以該器件結(jié)構(gòu)緊 湊、尺寸??；此外該方法制作的偏振器件消光比高、性能穩(wěn)定，可以廣泛應(yīng)用于光纖通信和 光纖傳感技術(shù)中。

圖1為本實用新型的偏振器件結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為光子晶體光纖被研磨部分的截面圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型進一步描述。如圖1所示，一種基于光子晶體光纖的研磨型光纖偏振器件，包括光子晶體光纖1 和固定片3。在光子晶體光纖1 一側(cè)進行研磨加工，光子晶體光纖被研磨部分2粘貼于固定 片3。圖2為光子晶體光纖被研磨部分的截面圖。光子晶體光纖1由纖芯空氣孔4和周 期性排列的包層空氣孔5構(gòu)成。本實施例中光子晶體光纖被研磨部分2的長度為4. 5cm，研 磨深度為50 μ m。本實用新型實現(xiàn)起偏功能的關(guān)鍵技術(shù)為光子晶體光纖是一種新型光纖，纖芯由純石英構(gòu)成，包層中分布著沿徑向周期性 排列、沿光纖軸向伸展的波長量級的空氣孔。在光子晶體光纖一側(cè)進行研磨加工，研磨至一 定深度(48 56μπι)。由于包層由周期性排列的空氣孔構(gòu)成所以比較容易研磨加工。光子 晶體光纖被研磨加工后形成結(jié)構(gòu)不對稱。大的結(jié)構(gòu)不對稱導(dǎo)致纖芯中的能量很容易在被研 磨的方向上產(chǎn)生泄漏，使兩個偏振模式的傳輸損耗差別加大。當光在此結(jié)構(gòu)中傳輸一段距 離后一個偏振模式將完全損耗掉，因而實現(xiàn)了起偏功能。表1.本實施例偏振器件在對應(yīng)波長時X和Y模式的CL及PDL變化
權(quán)利要求一種基于光子晶體光纖的研磨型光纖偏振器件，包括光子晶體光纖和固定片；其特征在于在光子晶體光纖一側(cè)進行研磨加工，光子晶體光纖被研磨部分粘貼于固定片；光子晶體光纖被研磨部分的長度為4～5cm，研磨深度為48～56μm。
專利摘要一種基于光子晶體光纖的研磨型光纖偏振器件，包括光子晶體光纖和固定片；其特征在于在光子晶體光纖一側(cè)進行研磨加工，光子晶體光纖被研磨部分粘貼于固定片。光子晶體光纖被研磨部分的長度為4～5cm，研磨深度為48～56μm。在光子晶體光纖一側(cè)進行研磨加工形成結(jié)構(gòu)不對稱，結(jié)構(gòu)的不對稱引起一個偏振分量泄漏，另一個偏振分量保持在纖芯中傳輸，從而實現(xiàn)起偏功能。整個偏振器件只需4～5cm光子晶體光纖，所以該器件制作方便、結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸?。淮送庠撈衿骷獗雀?、性能穩(wěn)定，可以廣泛應(yīng)用于光纖通信和光纖傳感技術(shù)中。
文檔編號G02B6/27GK201698045SQ20102025029
公開日2011年1月5日 申請日期2010年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月6日
發(fā)明者倪凱, 康娟, 董新永, 趙春柳, 邵理陽, 錢文文 申請人:中國計量學(xué)院