專利名稱：一種光纖的連接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖激光技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種光纖的連接方法。
背景技術(shù)：
在含有光纖的各種系統(tǒng)中，光纖和光纖之間的低損耗、高質(zhì)量的連接點(diǎn)幾乎是不可避免的存在，但由于連接點(diǎn)兩側(cè)的光纖材料折射率的變化，在連接點(diǎn)處形成了光學(xué)反饋面，其反饋光在很多情況下容易造成器件的損壞或者降低系統(tǒng)的性能。通訊系統(tǒng)中廣泛使用的光纖連接器，根據(jù)尾纖端面接觸方式的不同，有PC和APC兩種，前者的接頭耦合面是垂直的，回波反射的影響在很多情形下不可忽略；后者的接頭耦合面一般為8度角的端面，因此其回波反射不沿原路返回，且可使部分回射因不滿足全反射條件從纖芯進(jìn)入包層泄露出去，回波損耗要比PC型的連接器大得多(Jiang Shan, Liu Shuihua, Fang Luozhen, XuYuanzhong,“ReturnLoss in Single-Mode Fiber Joints with Bevelled Endface，，，Study·On Optical Communications, 71，31-37(1994)X在全光纖結(jié)構(gòu)的光纖激光器和光纖超熒光光源等系統(tǒng)中，熔點(diǎn)取代了連接器，和連接器只要求纖芯對(duì)準(zhǔn)的情況不同，在很多場(chǎng)合下，熔點(diǎn)不僅要求纖芯的對(duì)準(zhǔn)，也同時(shí)要求包層的對(duì)準(zhǔn)，而且是一種永久性連接點(diǎn)處。要實(shí)現(xiàn)低損耗的高質(zhì)量熔接，一般需要將光纖的端面處理得垂直平整，但由此也引入了熔點(diǎn)處的回波反射及其所帶來(lái)的各種不利影響。例如，作為光纖陀螺儀、光學(xué)層析、醫(yī)學(xué)診斷等眾多光纖傳感、光纖探測(cè)及WDM光通信等系統(tǒng)的理想寬帶光源，超熒光光纖光源可以通過(guò)向摻雜光纖中泵浦高能量直接實(shí)現(xiàn)自發(fā)輻射的放大來(lái)獲得光纖超熒光種子源，但這種系統(tǒng)由于分立光學(xué)元件或者熔點(diǎn)的光學(xué)反饋的存在，極易在增益光纖形成的腔內(nèi)出現(xiàn)增益大于損耗而發(fā)生自激振蕩(P. Wang, J. K. Sahu, and ff. A. Clarkson, “IIOW double-ended ytterbium-dopedbersuper-fluorescent source withM2 = l. 6，，，Opt. Lett. 3 1，3 116-3 118 (2006)；Qirong Xiao, Ping Yan, Yaping Wang, Jinping Hao, and Mali Gong,，，High-powerall-fiber super-fluorescent source with fused angle-polishedside-pumpingconfiguration” , AppI. Opt. , 50, 1164-1169 (2011)),對(duì)光信號(hào)隔離度異常敏感，輸出功率因此受到極大限制。但即使是全光纖化結(jié)構(gòu)，也無(wú)法避免各熔點(diǎn)處回波損耗的存在，這部分反饋會(huì)引發(fā)激光振蕩、降低激光閾值，限制ASE的最大輸出功率，需要引入光隔離器，增加了損耗和成本(Cao Yi, Liu Jiang, Wang Ke, Wang Pu, “All-FiberHundred-ffatt-LeveIBroadband Ytterbium-Doped Double-Cladding FiberSuperfluorescent Source”, Chin.J.Lasers. , 39, 0802008(2012))。如若在保證低損耗的熔接質(zhì)量的基礎(chǔ)上，能降低熔點(diǎn)處的光學(xué)反饋對(duì)寄生激光振蕩的影響，ASE輸出功率的提高因此所受到的限制將大大降低，同時(shí)也為ASE種子源和光纖放大器之間的級(jí)間連接所存在的光學(xué)反饋問(wèn)題提供了解決方法，將可建立高效穩(wěn)定的寬帶超熒光高功率輸出結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問(wèn)題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種降低光反饋損耗、成本較低的光纖的連接方法。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光纖的連接方法，包括以下步驟分別將兩段待連接光纖，去除各自待連接端的一小段涂覆層，露出光纖包層，以相同的斜角對(duì)端面進(jìn)行切割；將所述待連接光纖的切好的斜角端面以緊貼互補(bǔ)位放置并熔接為一體，完成對(duì)所述待連接光纖的角度熔接。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述待連接光纖至少包括有源光纖和無(wú)源光纖的任何
一種。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述待連接光纖至少包括單模光纖、多模光纖或光子晶體光纖中的任何一種。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述待連接光纖的角度切割處理中，切割的斜角為
0-90。。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述待連接光纖的角度切割方法用打磨拋光的方法代替。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述待連接光纖的熔融焊接方法用光學(xué)膠粘的方法代替。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點(diǎn)I.以相同斜角切割、端面緊貼互補(bǔ)方式連接起來(lái)，接觸面與垂直方向具有一定的角度，可減少原路返回的反射光，形成的光學(xué)反饋斜面不易和其他反射面直接構(gòu)成激光諧振腔，若在寬帶超熒光光纖光源使用，可降低熔點(diǎn)處的反饋光對(duì)寄生激光振蕩的影響和ASE輸出功率受到的相應(yīng)限制。2.進(jìn)行相同的角度切割后，熔接是以兩個(gè)端面緊貼互補(bǔ)的方式進(jìn)行，能保證熔接質(zhì)量，不會(huì)引入熔接損耗的增加。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖I是為本發(fā)明的角度連接示意圖；圖2為本發(fā)明用于光纖超熒光種子源的實(shí)施例；圖3為本發(fā)明用于光纖超熒光種子源和光纖放大器之間的級(jí)間連接點(diǎn)的實(shí)施例。圖中，I待連接光纖a的涂覆層，2待連接光纖a的包層，3待連接光纖a的纖芯，4待連接光纖a的斜角端面，5待連接光纖b的涂覆層，6待連接光纖b的包層，7帶連接光纖b的纖芯，8待連接光纖b的斜角端面，4和8呈圖示互補(bǔ)位后緊貼再熔接成一體；9第一半導(dǎo)體激光器，10第一(n+l)xl泵浦合束器,11第一角度熔接點(diǎn)，12第一摻雜增益光纖，13泵浦光泄露器，14第二半導(dǎo)體激光器，15第二(n+l)xl泵浦合束器，16第二角度熔接點(diǎn)，17第二摻雜增益光纖，18角度熔接級(jí)間連接點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過(guò)它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光纖的連接方法，包括以下步驟分別將兩段待連接光纖，去除各自待連接端的一小段涂覆層，露出光纖包層，以相同的斜角對(duì)端面進(jìn)行切割；將待連接光纖的切好的斜角端面以緊貼互補(bǔ)位放置并熔接為一體，完成對(duì)待連接光纖的角度熔接。采用這種角度熔接方式，熔點(diǎn)處的光學(xué)反饋面為斜面，減少了原路返回的反射光，且不易與系統(tǒng)中的其它光學(xué)反饋面構(gòu)成激光諧振腔，在光纖激光和寬帶超熒光光纖光源等系統(tǒng)中具有有效的應(yīng)用。例如光纖超熒光光源中的必需熔點(diǎn)，以及種子源和放大器之間的級(jí)間連接點(diǎn)，采用角度熔接技術(shù)后，能降低熔點(diǎn)的光學(xué)反饋對(duì)寄生激光振蕩的引發(fā)，提高ASE的輸出功率，甚至避免光學(xué)隔離器的引入，降低損耗和成本。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，待連接光纖至少包括有源光纖和無(wú)源光纖的任何一種。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，待連接光纖至少包括單模光纖、多模光纖或光子晶體光纖中的任何一種。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，待連接光纖的角度切割處理中，切割的斜角為0-90°。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，待連接光纖的角度切割方法用打磨拋光的方法代替。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，待連接光纖的熔融焊接方法用光學(xué)膠粘的方法代替。為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合圖示對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不僅限于以下實(shí)施咧。
實(shí)施例I :如圖2所示，本例是本發(fā)明方法用于光纖超熒光種子源中的實(shí)施例。寬帶超熒光種子源由半導(dǎo)體激光器9、(n+l)xl泵浦合束器10、角度熔接點(diǎn)11、摻Y(jié)b雙包層光纖12構(gòu)成。半導(dǎo)體激光器9作為泵浦源，其尾纖連接到(n+l)xl泵浦合束器10的輸入纖，(n+l)xl泵浦合束器10的輸出端以角度熔融焊接的方式和摻Y(jié)b雙包層光纖12的一端連接起來(lái)，11即為角度熔融焊接點(diǎn)，摻Y(jié)b雙包層光纖12的另一端和(n+l)xl泵浦合束器10的信號(hào)端均切割成8度角作為光纖超熒光的輸出端。由于(n+1) xl泵浦合束器10和摻Y(jié)b雙包層光纖12的連接是以角度熔接方式進(jìn)行，因此熔接點(diǎn)11處的光學(xué)反饋斜面相比垂直反射面，減少了回反光，且不易和結(jié)構(gòu)中的其它反射面形成激光諧振腔，降低了熔點(diǎn)處的反饋光對(duì)寄生激光振蕩的影響和ASE超熒光輸出功率受到的相應(yīng)限制。實(shí)施例2 如圖3所示，本例是本發(fā)明方法用于光纖超熒光種子源及其放大器中的實(shí)施例，采用的主振蕩功率放大MOPA結(jié)構(gòu)，主要包括寬帶超熒光種子源和光纖功率放大器兩部分。寬帶超熒光種子源由第一半導(dǎo)體激光器9、第一(n+l)xl泵浦合束器10、第一角度熔接點(diǎn)
11、第一摻Y(jié)b雙包層光纖12以及泵浦光泄露器13構(gòu)成。其中第一半導(dǎo)體激光器9作為泵浦源，其尾纖連接到第一(n+1) xl泵浦合束器10的輸入纖，第一(n+1) xl泵浦合束器10的輸出端以角度熔融焊接的方式和第一摻Y(jié)b雙包層光纖12的一端連接起來(lái),11即為第一角度熔融焊接點(diǎn)，第一摻Y(jié)b雙包層光纖12的另一端切割成8度角，第一(n+1) xl泵浦合束器10的信號(hào)端接泵浦光泄露器13,泵浦光泄露器13的另一端輸出超突光作為種子光。由于第一(n+1) xl泵浦合束器10和第一摻Y(jié)b雙包層光纖12的連接是以角度熔接方式進(jìn)行，因此熔接點(diǎn)11處的光學(xué)反饋斜面相比垂直反射面，減少了回反光，且不易和結(jié)構(gòu)中的其它反射面形成激光諧振腔，降低了熔點(diǎn)處的反饋光對(duì)寄生激光振蕩的影響和ASE超熒光輸出功率受到的相應(yīng)限制。光纖功率放大器具有和上述超熒光種子源類似的結(jié)構(gòu)，主要由第二半導(dǎo)體激光器14、第二(n+1) xl泵浦合束器15、第二角度熔接點(diǎn)16和第二摻Y(jié)b雙包層光纖17構(gòu)成。其中第二半導(dǎo)體激光器14作為泵浦源，其尾纖連接到第二(n+1) xl泵浦合束器15的輸入纖，第二(n+1) xl泵浦合束器15的輸出端以角度熔融焊接的方式和第一摻Y(jié)b雙包層光纖17的一端連接起來(lái)，16即為第二角度熔融焊接點(diǎn)，第二摻Y(jié)b雙包層光纖12的另一端切割成8度角浸于折射率匹配液中作為輸出端。超熒光種子源的輸出端一本例中的泵浦光泄露器(13)的輸出端以角度熔融焊接的方式連接到第二(n+l)xl泵浦光合束器的信號(hào)端，形成的級(jí)間連接點(diǎn)(18)為角度熔接點(diǎn)，其光學(xué)反饋面為斜面，相比垂直反射面，減少了回反光，且很難與系統(tǒng)中的其他反射面構(gòu)成激光諧振腔，很大的降低了熔點(diǎn)反饋對(duì)寄生激光振蕩的影響，提高了 ASE的輸出效率，使種子光進(jìn)入光纖功率放大器后輸出功率得到進(jìn)一步的高效穩(wěn)定的放大。本發(fā)明的光纖的連接方法至少具有以下優(yōu)點(diǎn)
I.以相同斜角切割、端面緊貼互補(bǔ)方式連接起來(lái)，接觸面與垂直方向具有一定的角度，可減少原路返回的反射光，形成的光學(xué)反饋斜面不易和其他反射面直接構(gòu)成激光諧振腔，若在寬帶超熒光光纖光源使用，可降低熔點(diǎn)處的反饋光對(duì)寄生激光振蕩的影響和ASE輸出功率受到的相應(yīng)限制。2.進(jìn)行相同的角度切割后，熔接是以兩個(gè)端面緊貼互補(bǔ)的方式進(jìn)行，能保證熔接質(zhì)量，不會(huì)引入熔接損耗的增加。在本說(shuō)明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
權(quán)利要求
1.一種光纖的連接方法，其特征在于，包括以下步驟 分別將兩段待連接光纖，去除各自待連接端的一小段涂覆層，露出光纖包層，以相同的斜角對(duì)端面進(jìn)行切割； 將所述待連接光纖的切好的斜角端面以緊貼互補(bǔ)位放置并熔接為一體，完成對(duì)所述待連接光纖的角度熔接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種光纖的連接方法，其特征在于，所述待連接光纖至少包括有源光纖和無(wú)源光纖的任何一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I和2所述的一種光纖的連接方法，其特征在于，所述待連接光纖至少包括單模光纖、多模光纖或光子晶體光纖中的任何一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種光纖的連接方法，其特征在于，所述待連接光纖的角度切割處理中，切割的斜角為0-90°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的一種光纖的連接方法，其特征在于，所述待連接光纖的角度切割方法用打磨拋光的方法代替。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的一種光纖的連接方法，其特征在于，所述待連接光纖的熔融焊接方法用光學(xué)膠粘的方法代替。
全文摘要
本發(fā)明提出一種光纖的連接方法，包括分別將兩段待連接光纖，去除各自待連接端的一小段涂覆層，露出光纖包層，以相同的斜角對(duì)端面進(jìn)行切割；將待連接光纖的切好的斜角端面以緊貼互補(bǔ)位放置并熔接為一體，完成對(duì)待連接光纖的角度熔接。采用本發(fā)明的連接方法的光纖，熔點(diǎn)處的光學(xué)反饋面為斜面，減少了原路返回的反射光，且不易與系統(tǒng)中的其它光學(xué)反饋面構(gòu)成激光諧振腔，能降低熔點(diǎn)的光學(xué)反饋對(duì)寄生激光振蕩的引發(fā)，提高ASE的輸出功率，甚至避免光學(xué)隔離器的引入，降低損耗和成本,在光纖激光和寬帶超熒光光纖光源等系統(tǒng)中具有有效的應(yīng)用。
文檔編號(hào)G02B6/25GK102944915SQ20121050668
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者閆平, 肖起榕, 李丹, 鞏馬理, 張海濤 申請(qǐng)人:清華大學(xué)