專利名稱：一種雙波導(dǎo)并列式保偏光纖及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙波導(dǎo)并列式保偏光纖及其制造方法，屬于光纖陀螺和光纖傳感 技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
保偏光纖是特種光纖的一類。保偏光纖，即線偏振保持光纖，是具有保持所傳輸光 線的線偏振方向的一類光纖。保偏光纖可應(yīng)用于許多領(lǐng)域，如復(fù)用相干通信，光纖陀螺儀， 光纖水聽器，光纖傳感等。保偏光纖是一種具有廣泛應(yīng)用價值的特種光纖類型。在普通通信光纖中，由于其圓對稱性結(jié)構(gòu)，入射的線偏振光線在經(jīng)過一定距離的 傳輸后，由于不同偏振模式的耦合，能量交換，會成為圓或橢圓偏振光而無法保持線偏振 態(tài)。而當一線偏振光被耦合進入保偏光纖時，如果線偏振光的偏振方向和保偏光纖的偏振 主軸重合，則線偏振光可以在傳輸過程中保持其線偏振方向直至離開保偏光纖。引起光纖 雙折射現(xiàn)象的原因很多，各種幾何和應(yīng)力的不均勻性均會引入雙折射。保偏光纖產(chǎn)品包括 幾何雙折射和應(yīng)力雙折射保偏光纖。幾何雙折射的實例是橢圓纖芯保偏光纖，這種保偏光 纖的纖芯是橢圓形的，利用這種幾何的不對稱性產(chǎn)生雙折射效應(yīng)。應(yīng)力雙折射的保偏光纖 主要有蝶結(jié)型保偏光纖，熊貓型保偏光纖和橢圓包層型保偏光纖三種。這類光纖的特點是 在光纖的包層中引入具有高膨脹系數(shù)的應(yīng)力區(qū)擠壓纖芯產(chǎn)生雙折射效應(yīng)。保偏光纖的一個 特例是單模單偏振光纖。由于保偏光纖的應(yīng)用主要在光纖陀螺或者光纖電流互感器等技術(shù)領(lǐng)域，在這些相 關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域，相當長度的保偏光纖需要被繞制成光纖環(huán)圈，作為敏感元件，通過不同的物理 效應(yīng)，如^ignac效應(yīng)或者Faraday效應(yīng)，測量物體的角加速度或者通過導(dǎo)體的電流大小。 為了保障這些保偏光纖的光纖環(huán)圈具有良好的溫度和應(yīng)力穩(wěn)定性，需要采用特殊的繞環(huán)技 術(shù)，一般使用四極繞法繞制光纖陀螺使用的光纖環(huán)圈。在光纖環(huán)圈的繞制過程中，要求精確 控制被繞制光纖的長度、位置和繞纖張力，以最大確保光纖環(huán)圈在結(jié)構(gòu)上保持良好的光學(xué) 互易性。使用現(xiàn)有的圓形截面保偏光纖產(chǎn)品，在光纖環(huán)圈的繞制過程中，存在下列問題首 先由于圓形結(jié)構(gòu)，上層光纖必然會順著下層光纖形成的V形槽纏繞，如圖4所示，無法按照 四極繞法的要求上層光纖位于下層光纖之上；第二由于上層光纖沿著下層光纖形成的V形 槽內(nèi)纏繞前進，當光纖從一圈V形槽向相鄰的一圈V形槽躍進時，上下層光纖之間會出現(xiàn) 一個交叉搭接點，這個交叉點的存在對光纖環(huán)圈的性能產(chǎn)生顯著的影響，如何處理繞環(huán)過 程中出現(xiàn)的交叉點是光纖環(huán)圈繞制的技術(shù)難點；第三，由于使用了圓形截面結(jié)構(gòu)的光纖， 在光纖環(huán)的纏繞過程中，難以保證圓形截面光纖不產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，而這種光纖扭轉(zhuǎn)會由于地磁 Faraday效應(yīng)對光纖環(huán)圈的精度產(chǎn)生負面影響；第四，由于光纖環(huán)圈繞制對于光纖長度、光 纖位置和張力的控制非常嚴格，因此需要繞制的光纖越長，光纖環(huán)圈的繞制質(zhì)量越難保證。 上述問題的出現(xiàn)與現(xiàn)有保偏光纖的形態(tài)和結(jié)構(gòu)直接相關(guān)，同時也是制約光纖環(huán)圈繞制質(zhì)量 的一些關(guān)鍵點。
3
為了解決上述問題，美國專利US6215933，Bifilar fog coil winding pattern with improvedshupe bias canceling properties,揭不了——禾中雙光纖繞制的方法艮口米 用并行排列的雙纖進行繞環(huán)，同時采用四極繞法，通過同時繞制兩根光纖，可以有效地減少 繞制光纖的長度，但使用該技術(shù)，仍然無法解決光纖位置的有效控制和繞制過程中光纖的 扭轉(zhuǎn)問題。另一個美國專利 US5848213，Low shupe bias fiber optic rotation sensor coil，揭示了一種使用并帶光纖繞制光纖環(huán)的方法即使用并帶光纖進行繞環(huán)，將并帶的頭 子按照一定順序熔接在一起形成環(huán)圈。這樣可以保證繞環(huán)的時候光纖上下層層疊平行，而 且更減少了需要繞制光纖的長度。但這種方法在環(huán)圈繞制的過程中，增加了許多的光纖熔 接接頭，會導(dǎo)致傳感線圈的性能不穩(wěn)定。同時使用這種方法繞制光纖環(huán)圈，引入了光纖并帶 膠等其他高分子材料，對光纖環(huán)圈的溫度穩(wěn)定性帶來了負面的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提出了一種雙 波導(dǎo)并列式保偏光纖及其制造方法，該保偏光纖不但可以提高使用于光纖陀螺和光纖傳感 領(lǐng)域的光纖環(huán)圈的制作精度，改善光纖環(huán)圈的應(yīng)力和溫度敏感性，同時也有助于光纖環(huán)圈 制作工藝的改進和提高。為解決上述問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為包括兩根波導(dǎo)結(jié)構(gòu)相同的保偏光纖， 所述的兩根保偏光纖相對稱的一側(cè)并列相聯(lián)或并列相聯(lián)成一體，且兩根保偏光纖的光纖波 導(dǎo)的應(yīng)力區(qū)方向(即慢軸方向)與并列方向一致，或與并列方向相垂直，在兩根保偏光纖外 包覆涂覆層，涂覆層的橫截面呈圓滑扁平形。按上述方案，所述的保偏光纖波導(dǎo)結(jié)構(gòu)包括纖芯和圍繞纖芯的包層，纖芯的折射 率大于包層折射率，形成全內(nèi)反射的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，在包層內(nèi)纖芯兩側(cè)存在硼摻雜的應(yīng)力區(qū)，對 纖芯施加非對稱的應(yīng)力，以使得光纖波導(dǎo)獲得線偏振保持功能。按上述方案，所述的保偏光纖為熊貓型保偏光纖、領(lǐng)結(jié)型保偏光纖、橢圓包層型保 偏光纖、橢圓纖芯型保偏光纖或光子晶體型保偏光纖。圓形截面保偏光纖的包層直徑均為 125微米或者80微米。按上述方案，所述的兩根保偏光纖相對稱的一側(cè)并列相聯(lián)或并列相聯(lián)成一體的聯(lián) 接接觸面對應(yīng)弧度為0 JI/18，常用的為JI/36 π/18。按上述方案，所述的涂覆層為雙層或單層涂覆層，所述的涂覆層的橫截面呈橢圓 形或腰圓形。本發(fā)明上述光纖制造方法的技術(shù)方案為采用常規(guī)的保偏光纖制造工藝制備兩根具有相同波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的保偏光纖預(yù)制棒，兩 根保偏預(yù)制棒分別包括纖芯、包層和應(yīng)力區(qū)，將兩根保偏光纖預(yù)制棒并列安裝到一臺光纖拉絲爐中，或?qū)筛Ｆ饫w預(yù)制棒 分別安裝到兩臺并列放置的光纖拉絲爐中，兩根保偏光纖預(yù)制棒在光纖拉絲爐中安裝的方 位相對應(yīng)或相同，且兩根保偏光纖預(yù)制棒的光纖波導(dǎo)的應(yīng)力區(qū)方向(即慢軸方向)與光纖 并列方向一致，或與光纖并列方向相垂直，光纖拉絲爐對兩根保偏光纖預(yù)制棒同時加溫，經(jīng)高溫熔融，拉絲成纖，在裸光纖冷卻固化前穿入并帶模具，使兩根裸光纖在并帶模具中并列相聯(lián)或并列相聯(lián)成一體，然后并列相聯(lián)的兩根裸光纖穿入光纖涂覆裝置，完成涂覆層的加工即成。按上述方案，所述的并帶模具與光纖涂覆裝置相聯(lián)成一體，構(gòu)成光纖并帶/涂覆 裝置，使并帶和涂覆合成一道工序完成。按上述方案，光纖的拉絲溫度控制在1850°C或1850°C以下；拉絲溫度和拉絲速度 具有一定的匹配關(guān)系，在低溫拉絲情況下，拉絲速度控制在400m/min或400m/min以下，較 低的拉絲速度也有利于控制拉絲過程中波導(dǎo)的扭轉(zhuǎn)。低溫拉制的雙波導(dǎo)并列保偏光纖具有 光纖間弱粘連的特點，在后續(xù)的使用過程中，可以較為容易地將光纖的雙波導(dǎo)拆開。按上述方案，當兩根保偏光纖預(yù)制棒并列安裝到一臺光纖拉絲爐中，將兩根保偏 光纖預(yù)制棒相并列的對應(yīng)一側(cè)接觸面磨削成平面，用以避免在拉絲過程中兩光纖產(chǎn)生相對 的轉(zhuǎn)動；所述的保偏光纖預(yù)制棒對應(yīng)一側(cè)接觸面的平面對應(yīng)弧度為η/36 π/18。按上述方案，在兩根保偏光纖預(yù)制棒分別安裝到兩臺并列放置的光纖拉絲爐時， 保持兩臺光纖拉絲爐的拉絲溫度和拉絲速度相同。按上述方案，所述的并列相聯(lián)的兩根裸光纖進行的涂覆層加工為單層涂覆，或雙 層涂覆；所述的涂覆層的橫截面呈橢圓形或腰圓形或其它扁平形；涂覆材料可以包括樹 脂、橡膠、以及金屬薄膜等各種涂覆材料。本發(fā)明的有益效果在于1、在光纖陀螺或者光纖互感器技術(shù)領(lǐng)域，當使用保偏光 纖制作作為傳感頭的光纖環(huán)圈時，要求保偏光纖的纏繞位置和張力控制精確，不允許光纖 在纏繞中出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，且一般采用四極繞法繞制光纖環(huán)圈，對于光纖的對稱性要求嚴 格，因此如何繞制高質(zhì)量的保偏光纖環(huán)圈一直是相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的難點之一。本發(fā)明提出的 雙波導(dǎo)并列式保偏光纖，由于外部形狀是橢圓或者扁平形結(jié)構(gòu)，因此在環(huán)圈繞制過程中可 以消除光纖扭轉(zhuǎn)的情況出現(xiàn)，加之在拉絲過程中確保兩波導(dǎo)的相對方位，因此可以提高光 纖環(huán)圈的制作精度，改善光纖環(huán)圈的應(yīng)力和溫度敏感性，同時也有助于光纖環(huán)圈制作工藝 的改進和提高。另外由于扁平形狀，可以保證光纖環(huán)圈的每圈之間、以及層與層之間位置精 確控制，而避免圓柱形光纖纏繞出現(xiàn)的交叉搭接點，可以更精確的控制光纖的位置和繞纖 張力；而且由于光纖的雙波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，因此需要繞制的光纖長度可以相對于單波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的保 偏光纖減少一半，對于繞制大長度、高精度的保偏光纖環(huán)圈意義重要。2、在一些要求小型化 的應(yīng)用領(lǐng)域，使用本發(fā)明的雙波導(dǎo)保偏光纖，可以有效的減少光纖的空間要求，有利于小型 化光纖器件的集成。如對用于小型光纖陀螺的Y波導(dǎo)器件，由于幾何大小有限，分離的多根 光纖尾纖的處理比較困難，而使用本發(fā)明的雙波導(dǎo)尾纖，由于雙波導(dǎo)的快慢軸方向一致，而 且緊密接觸，因此對于空間和偏振態(tài)的控制相對于分離的光纖尾纖更為簡易，對制造高質(zhì) 量的小型化光纖集成器件有著重要的意義。


圖1為本發(fā)明一個實施例的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖，其中應(yīng)力區(qū)“一”字型排列。 圖2為本發(fā)明第二個實施例的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖，其中應(yīng)力區(qū)“二”字型排列。 圖3為本發(fā)明第三個實施例的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖，其中應(yīng)力區(qū)“一”字型排列。
圖4為本發(fā)明第四個實施例的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖，其中應(yīng)力區(qū)“二”字型排列。
圖5是現(xiàn)有圓柱形保偏光纖四極繞法光纖位置示意圖。
圖6為本發(fā)明制造方法的工藝流程框圖。圖7是本發(fā)明繞制在陀螺用光纖環(huán)圈的示意圖。圖8是本發(fā)明繞制的光纖互感器用光纖環(huán)圈示意圖。圖9為本發(fā)明制造時單拉絲爐加工的示意圖。圖10為本發(fā)明制造時雙拉絲爐加工的示意圖。
具體實施例方式下面通過附圖進一步說明本發(fā)明的實施例。附圖1 8主要給出了雙波導(dǎo)光纖的結(jié)構(gòu)設(shè)計，以及其在光纖陀螺用光纖環(huán)中的 使用方式。圖9 10給出了雙波導(dǎo)光纖拉絲工藝的兩種方式。圖9使用單拉絲爐設(shè)計，兩 根組合保偏預(yù)制棒14和15根據(jù)預(yù)先設(shè)計的要求被置入光纖拉絲爐16中，加熱到設(shè)定溫度 后，從兩根預(yù)制棒錐部拉出雙波導(dǎo)光纖進入光纖并帶/涂覆裝置18后，涂敷上保護樹脂后 得到雙波導(dǎo)光纖17。圖10是雙拉絲爐工藝設(shè)計，兩根組合預(yù)制棒14、15被分別置入兩個并 聯(lián)安設(shè)的拉絲爐16中，兩根預(yù)制棒分別被拉出兩根光纖19，然后兩根光纖19被置入光纖并 帶/涂覆裝置18中，兩根光纖的相對位置根據(jù)設(shè)計要求，由于涂覆材料在涂覆裝置中具有 中心定位穩(wěn)定的作用，兩根光纖19被涂覆形成雙波導(dǎo)光纖17。雙波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的保偏光纖產(chǎn)品的幾種結(jié)構(gòu)如圖1、2、3、4所示。該保偏光纖包括具有 相同結(jié)構(gòu)的兩根保偏光纖波導(dǎo)，每根波導(dǎo)均包括纖芯和圍繞纖芯的包層，其中纖芯的折射 率大于包層折射率，形成全內(nèi)反射的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，在包層內(nèi)，纖芯兩側(cè)存在硼摻雜的應(yīng)力區(qū)， 對纖芯施加非對稱的應(yīng)力，以使得光纖波導(dǎo)獲得線偏振保持功能。兩根保偏光纖波導(dǎo)的包 層直徑均為125微米或者80微米，根據(jù)設(shè)計要求，兩根保偏光纖波導(dǎo)平行排列，排列方向可 以與光纖波導(dǎo)的應(yīng)力區(qū)方向(即慢軸方向)一致或者垂直于波導(dǎo)的應(yīng)力區(qū)方向(即快軸方 向)，見圖1、2、3、4不同波導(dǎo)排列方向的雙波導(dǎo)保偏光纖示意圖。本發(fā)明提出的雙波導(dǎo)結(jié)構(gòu) 保偏光纖共用涂覆層，涂覆層組成可以是雙層涂覆或者單層涂覆，涂覆層的幾何形狀為橢 圓結(jié)構(gòu)或者類矩形結(jié)構(gòu)。本發(fā)明具體實施例如下實施例1-2 根據(jù)圖6所指出的制造工藝流程，首先沉積制造符合設(shè)計要求的光纖芯棒以及應(yīng) 力棒，然后將光纖芯棒插入一根套管，在預(yù)制棒拉伸塔上將芯棒和套管拉制成幾何尺寸合 乎設(shè)計要求的預(yù)制棒，該預(yù)制棒包括纖芯和包層部分，然后采用機械打孔技術(shù)，在預(yù)制棒纖 芯兩側(cè)對稱打出兩個縱向貫通預(yù)制棒的孔，并將兩根應(yīng)力棒插入孔中得到保偏預(yù)制棒，按 照相同的工藝制造另一根相同設(shè)計和尺寸的保偏預(yù)制棒。為了獲得圖1和圖2結(jié)構(gòu)的保偏 光纖樣品，將所制造的兩根外表面為圓形的保偏預(yù)制棒截成兩根，長度為原來長度的一半， 按照圖1、2所給出的結(jié)構(gòu)分別組裝成兩根組合的保偏光纖預(yù)制棒，其中一根組合預(yù)制棒的 四個應(yīng)力區(qū)成“一”字型排列，即保偏預(yù)制棒的排列方向與應(yīng)力區(qū)的慢軸方向一致，而另一 根組合預(yù)制棒的應(yīng)力區(qū)成“二”字型排列，即保偏預(yù)制棒的排列方向與應(yīng)力區(qū)的快軸方向一 致。然后將組合預(yù)制棒上拉絲塔，根據(jù)保偏光纖拉絲程序拉制成雙波導(dǎo)并列結(jié)構(gòu)的保偏光 纖，它們的幾何結(jié)構(gòu)分別如圖1、2所示。兩根保偏光纖相對稱的一側(cè)并列相聯(lián)且兩根保偏 光纖的光纖波導(dǎo)的應(yīng)力區(qū)方向(即慢軸方向)與并列方向一致，或與并列方向相垂直，其中的兩個波導(dǎo)具有相同大小的纖芯1和包層2，兩個波導(dǎo)的四個應(yīng)力區(qū)3也擁有相似的幾何大 小，該光纖的兩個波導(dǎo)擁有共同的內(nèi)涂覆層4和外涂覆層5，為雙涂覆層，涂覆層的橫截面 呈橢圓形。表1是對實施例1和2雙波導(dǎo)結(jié)構(gòu)保偏光纖的幾何和光學(xué)測試結(jié)果。
表1 實施例1和2雙波導(dǎo)保偏光纖測試結(jié)果
實波拉絲拉絲速包層直光纖的長1310nm1310nm1310nm 的波導(dǎo)間施導(dǎo)溫度度徑軸和短軸的衰減的模場偏振串首的耦合例(0C)(m(微米)(微米)(dB/'km)直徑(dB,/km)功率/minn)(微米)(mW)111800400124. 6251, 3710. 356. 0-35021800400124. 5250, 3710. 366. 1-360211750350124. 6249’ 3690. 356. 0-35021750350124. 5250, 3700. 366. 1-360由表1可知，實施例1和2的雙波導(dǎo)結(jié)構(gòu)保偏光纖的幾何大小及幾何控制精度 與單波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的圓柱形保偏光纖相似，而且每根波導(dǎo)的衰減、模場直徑和偏振串音的大小 也與普通保偏光纖的性能指標相似，同時測試表明兩根波導(dǎo)之間并沒有功率的耦合串擾現(xiàn) 象。根據(jù)上述測試結(jié)果表明，雙波導(dǎo)保偏光纖中每根波導(dǎo)的幾何和光學(xué)指標與單波導(dǎo)的保 偏光纖產(chǎn)品是一致的，完全可以滿足保偏光纖的應(yīng)用需求，同時由于采用了低溫拉絲工藝， 雙波導(dǎo)保偏光纖的兩根波導(dǎo)可以方便的分離，對于其在光纖陀螺，光纖電流互感器和保偏 耦合器方面的使用相當便利。圖7是使用實施例1、2雙波導(dǎo)保偏光纖，采用四極繞法所繞 制的光纖陀螺用環(huán)圈的結(jié)構(gòu)示意圖，雙波導(dǎo)保偏光纖被繞制在骨架10上。在光纖繞制時， 如果采用單波導(dǎo)圓柱形保偏光纖，上下層光纖的位置安排如圖5所示，光纖7處于下層光纖 所形成的V形槽8內(nèi)，光纖之間填充固化膠9以避免光纖的位置變動。而使用雙波導(dǎo)結(jié)構(gòu) 的保偏光纖，由于其外形為橢圓形或者類矩形，其光纖的排列如圖7所示，上層光纖準確的 位于下層光纖之上，同一層光纖之間緊密排列，完全符合四極繞法的相關(guān)要求。當光纖環(huán)圈 繞制完成后，光纖的兩個端頭11，12處于圖7所示的右上角，然后將兩個端頭中標注有“ X，， 號的波導(dǎo)熔接，即可得到一個閉合光路的陀螺用光纖環(huán)圈，剩下的兩個標注有“ + ”號的光纖 用于光纖環(huán)圈的輸入輸出端。測試結(jié)果表明，該光纖環(huán)圈的溫度穩(wěn)定性優(yōu)于具有相同光纖 長度的單波導(dǎo)保偏光纖環(huán)圈的溫度穩(wěn)定性，可以滿足中精度光纖陀螺的使用需求。實施例3-4 根據(jù)圖6所指出的制造工藝流程，首先沉積制造符合設(shè)計要求的光纖芯棒以及應(yīng) 力棒，然后將光纖芯棒插入一根套管，在預(yù)制棒拉伸塔上將芯棒和套管拉制成幾何尺寸合 乎設(shè)計要求的預(yù)制棒，該預(yù)制棒包括纖芯和包層部分，然后采用機械打孔技術(shù)，在預(yù)制棒纖 芯兩側(cè)對稱打出兩個縱向貫通預(yù)制棒的孔，并將兩根應(yīng)力棒插入孔中得到保偏預(yù)制棒，按 照相同的工藝制造另一根相同設(shè)計和尺寸的保偏預(yù)制棒。將所制造的兩根外表面為圓形的 保偏預(yù)制棒截成兩根，長度為原來長度的一半，并將四根預(yù)制棒的圓柱形外表面加以磨削， 使其外表面成為“D”形，其中“D”形的平面位置根據(jù)圖3、4所示波導(dǎo)結(jié)構(gòu)確定。然后按照
7圖3、4所給出的結(jié)構(gòu)分別組裝成兩根組合的保偏光纖預(yù)制棒，組合保偏預(yù)制棒“D”形平面 位置緊密接觸，對應(yīng)一側(cè)接觸面的平面對應(yīng)弧度為η /20。組合保偏預(yù)制棒中一根組合預(yù)制 棒的四個應(yīng)力區(qū)成“一”字型排列，即保偏預(yù)制棒的排列方向與應(yīng)力區(qū)的慢軸方向一致，而 另一根組合預(yù)制棒的應(yīng)力區(qū)成“二”字型排列，即保偏預(yù)制棒的排列方向與應(yīng)力區(qū)的快軸方 向一致。然后將組合預(yù)制棒上拉絲塔，根據(jù)保偏光纖拉絲程序拉制成雙波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的保偏光 纖，兩根保偏光纖相對稱的一側(cè)并列相聯(lián)成一體，且兩根保偏光纖的光纖波導(dǎo)的應(yīng)力區(qū)方 向(即慢軸方向)與并列方向一致，或與并列方向相垂直，它們的幾何結(jié)構(gòu)分別如圖3、4所 示。其中的兩個波導(dǎo)具有相同大小的纖芯1和包層2，兩個波導(dǎo)的四個應(yīng)力區(qū)3也擁有相似 的幾何大小，該光纖的兩個波導(dǎo)擁有共同的內(nèi)涂覆層4和外涂覆層5，涂覆層的橫截面呈橢 圓形。表2是對實施例3和4雙波導(dǎo)結(jié)構(gòu)保偏光纖的幾何和光學(xué)測試結(jié)果。表2 實施例3和4雙波導(dǎo)保偏光纖測試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種雙波導(dǎo)并列式保偏光纖，包括兩根波導(dǎo)結(jié)構(gòu)相同的保偏光纖，其特征在于所述 的兩根保偏光纖相對稱的一側(cè)并列相聯(lián)或并列相聯(lián)成一體，且兩根保偏光纖的光纖波導(dǎo)的 應(yīng)力區(qū)方向與并列方向一致，或與并列方向相垂直，在兩根保偏光纖外包覆涂覆層，涂覆層 的橫截面呈圓滑扁平形。
2.按權(quán)利要求1所述的雙波導(dǎo)并列式保偏光纖，其特征在于所述的保偏光纖波導(dǎo)結(jié)構(gòu) 包括纖芯和圍繞纖芯的包層，纖芯的折射率大于包層折射率，形成全內(nèi)反射的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，在 包層內(nèi)纖芯兩側(cè)存在硼摻雜的應(yīng)力區(qū)，對纖芯施加非對稱的應(yīng)力，以使得光纖波導(dǎo)獲得線 偏振保持功能。
3.按權(quán)利要求1或2所述的雙波導(dǎo)并列式保偏光纖，其特征在于所述的保偏光纖為熊 貓型保偏光纖、領(lǐng)結(jié)型保偏光纖、橢圓包層型保偏光纖、橢圓纖芯型保偏光纖或光子晶體型 保偏光纖。
4.按權(quán)利要求1或2所述的雙波導(dǎo)并列式保偏光纖，其特征在于所述的兩根保偏光纖 相對稱的一側(cè)并列相聯(lián)或并列相聯(lián)成一體的聯(lián)接接觸面對應(yīng)弧度為0 π /18。
5.按權(quán)利要求1或2所述的雙波導(dǎo)并列式保偏光纖，其特征在于所述的涂覆層為雙層 或單層涂覆層，所述的涂覆層的橫截面呈橢圓形或腰圓形。
6.一種雙波導(dǎo)并列式保偏光纖的制造方法，其特征在于采用常規(guī)的保偏光纖制造工藝制備兩根具有相同波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的保偏光纖預(yù)制棒，兩根保 偏預(yù)制棒分別包括纖芯、包層和應(yīng)力區(qū)，將兩根保偏光纖預(yù)制棒并列安裝到一臺光纖拉絲爐中，或?qū)筛Ｆ饫w預(yù)制棒分別 安裝到兩臺并列放置的光纖拉絲爐中，兩根保偏光纖預(yù)制棒在光纖拉絲爐中安裝的方位相 對應(yīng)或相同，且兩根保偏光纖預(yù)制棒的光纖波導(dǎo)的應(yīng)力區(qū)方向與光纖并列方向一致，或與 光纖并列方向相垂直，光纖拉絲爐對兩根保偏光纖預(yù)制棒同時加溫，經(jīng)高溫熔融，拉絲成纖，在裸光纖冷卻固化前穿入并帶模具，使兩根裸光纖在并帶模具中并列相聯(lián)或并列相聯(lián) 成一體，然后并列相聯(lián)的兩根裸光纖穿入光纖涂覆裝置，完成涂覆層的加工即成。
7.按權(quán)利要求6所述的雙波導(dǎo)并列式保偏光纖的制造方法，其特征在于所述的并帶模 具與光纖涂覆裝置相聯(lián)成一體，構(gòu)成光纖并帶/涂覆裝置，使并帶和涂覆合成一道工序完 成。
8.按權(quán)利要求6或7所述的雙波導(dǎo)并列式保偏光纖的制造方法，其特征在于光纖的拉 絲溫度控制在1850°C或1850°C以下；拉絲速度控制在400m/min或400m/min以下。
9.按權(quán)利要求6或7所述的雙波導(dǎo)并列式保偏光纖的制造方法，其特征在于當兩根 保偏光纖預(yù)制棒并列安裝到一臺光纖拉絲爐中，將兩根保偏光纖預(yù)制棒相并列的對應(yīng)一側(cè) 接觸面磨削成平面，所述的保偏光纖預(yù)制棒對應(yīng)一側(cè)接觸面的平面對應(yīng)弧度為η/36 π /18。
10.按權(quán)利要求6或7所述的雙波導(dǎo)并列式保偏光纖的制造方法，其特征在于在兩根保 偏光纖預(yù)制棒分別安裝到兩臺并列放置的光纖拉絲爐時，保持兩臺光纖拉絲爐的拉絲溫度 和拉絲速度相同。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙波導(dǎo)并列式保偏光纖及其制造方法，包括兩根波導(dǎo)結(jié)構(gòu)相同的保偏光纖，其特征在于所述的兩根保偏光纖相對稱的一側(cè)并列相聯(lián)或并列相聯(lián)成一體，且兩根保偏光纖的光纖波導(dǎo)的應(yīng)力區(qū)方向與并列方向一致，或與并列方向相垂直，在兩根保偏光纖外包覆涂覆層，涂覆層的橫截面呈圓滑扁平形。本發(fā)明將兩根保偏光纖預(yù)制棒并列安裝到一臺光纖拉絲爐中或?qū)筛Ｆ饫w預(yù)制棒分別安裝到兩臺并列放置的光纖拉絲爐中，對兩根保偏光纖預(yù)制棒同時加溫，經(jīng)高溫熔融，拉絲成纖。本發(fā)明不但可以提高使用于光纖陀螺和光纖傳感領(lǐng)域的光纖環(huán)圈的制作精度，改善光纖環(huán)圈的應(yīng)力和溫度敏感性，同時也有助于光纖環(huán)圈制作工藝的改進和提高。
文檔編號G02B6/36GK102103228SQ20111002998
公開日2011年6月22日 申請日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者何元兵, 汪洪海, 皮亞斌 申請人:武漢長盈通光電技術(shù)有限公司